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    第十一章电路及其运用——高二物理期末复习章节知识点精讲精练(人教版2019必修第三册)
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    第十一章电路及其运用——高二物理期末复习章节知识点精讲精练(人教版2019必修第三册)

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    第十一章 电路及其运用

    第一部分 知识总结

    内容1:电源和电流
    一、电源
    1.定义:能够把电子从正极搬运到负极的装置。
    2.作用:(1)维持电源正、负极间始终存在电势差。
    (2)使电路中的电流能够持续存在。
    二、恒定电流
    1.恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
    2.自由电荷定向移动的平均速率:在恒定电场的作用下,自由电荷定向加速运动,但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞,碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平均速率不随时间变化。
    3.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。
    4.电流
    (1)物理意义:表示电流强弱程度的物理量。
    (2)公式:I=。
    (3)单位:在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A。
    常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
    1 mA=10-3 A,1 μA=10-6 A。
    (4)方向:正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
    知识演练
    1.(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是(  )
    A.导线中的电场强度处处为零
    B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行
    C.导线处于静电平衡状态
    D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低
    【解析】BD 在电源和导线中感应电荷的共同作用下,垂直导线方向的电场相互抵消,在导体中形成了沿导线方向的电场,即导线中的电场强度方向跟导线方向平行,B正确,A错误;导体内有电场,说明导体不是静电平衡状态,C错误;沿电场方向电势逐渐降低,电场方向就是正电荷的受力方向,也就是电流的方向,即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低,D正确。
    2.下列关于电流的说法正确的是(  )
    A.根据I=,可知I与q成正比
    B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流
    C.电流有方向,电流是矢量
    D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
    【解析】D 依据电流的定义式可知,电流与q、t皆无关,故A错误;虽然电流是标量,但是却有方向,因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等,但如果方向变化,电流也不是恒定电流,故B、C错误;电流的单位安培是国际单位制中的基本单位,故D正确。
    3.如图所示的电解池,通电1 s,其间共有3 C的正离子和3 C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流是(  )

    A.0      B.1.5 A
    C.3 A D.6 A
    【解析】D 由电流的定义知I===6 A,故D正确。
    4.(多选)关于电流的方向,下列描述正确的是(  )
    A.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
    B.规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
    C.在金属导体中,自由电子定向移动的方向为电流的反方向
    D.在电解液中,由于正、负离子的电荷量相等,定向移动的方向相反,故无电流
    【解析】AC 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故A对,B错;金属导体中定向移动的是自由电子,电子带负电,故电子运动的方向与电流的方向相反,C对;在电解液中,正、负离子的电荷量相等,定向移动的方向相反,但有电流,电流的大小等于正、负离子电荷量的绝对值之和与时间的比值,D错。
    5.情境:
    在潮湿、高温、高压的情况下,绝缘体有可能变为导体。例如,空气是绝缘体,但在一定条件下也可能转变为导体。在雷电现象中,由于两云层之间的电压极高,将空气击穿,此时空气就成了导体(如图)。因此,绝缘体和导体的划分与其周围的条件密切相关。

    雷电中空气被击穿
    问题:假设某次雷电持续时间为0.5 s,所形成的平均电流为6.0×104 A,若这些电荷以0.5 A的电流通过电灯 ,则电灯可供照明的时间为多长?
    【解析】 该次雷电对应的电荷量q=It=6.0×104×0.5 C=3.0×104 C
    可供电灯照明的时间
    t′== s=6.0×104 s。

    内容2:电源和电流
    一、电阻
    1.定义:导体两端的电压与导体中电流的比值。
    2.定义式:R=。
    3.物理意义:反映导体对电流的阻碍作用的物理量。
    4.导体的U­I图像的斜率反映导体电阻的大小。
    二、影响导体电阻的因素
    1.探究电路

    2.探究原理
    a、b、c、d四条不同的导体串联,电流相同,因此,电阻之比等于相应的电压之比。
    3.探究过程
    (1)b与a只有长度不同,比较a、b的电阻之比与长度之比的关系。
    (2)c与a只有横截面积不同,比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系。
    (3)d与a只有材料不同,比较a、d的电阻是否相同。
    4.探究结论:导体的电阻与长度、横截面积有定量关系,与电阻的材料也有关。
    三、导体的电阻率
    1.导体的电阻:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比,导体电阻还与构成它的材料有关。
    2.电阻定律:R=ρ。
    3.电阻率ρ的相关因素
    (1)与导体材料有关:纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
    (2)与导体的温度有关
    ①有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响,常用来制作标准电阻。
    ②金属的电阻率随温度的升高而增大,可制作电阻温度计。
    ③一些金属当温度降低到特别低时导体电阻可以降到0,这种现象叫作超导现象。
    四、导体的伏安特性曲线
    1.导体的伏安特性曲线:用横坐标表示电压U,用纵坐标表示电流I,这样画出的I­U图像叫做导体的伏安特性曲线。
    2.线性元件:伏安特性曲线是一条过原点的直线,电流I与电压U成正比,具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件,欧姆定律可适用,例如金属和电解质溶液。
    3.非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,电流I与电压U不成正比,欧姆定律不适用,例如气态导体和半导体元件。
    知识演练
    1.(多选)下列关于电阻率的说法正确的是(  )
    A.电阻率与导体的长度和横截面积有关
    B.电阻率由导体的材料决定,且与温度有关
    C.电阻率大的导体,电阻一定大
    D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成标准电阻
    【解析】BD 材料是决定电阻率大小的主要因素,另外电阻率还与温度有关,A错,B对; 由ρ=知,导体的电阻大小与电阻率、导体的长度和横截面积都有关系,电阻率大的导体, 电阻不一定大,C错; 有些合金的电阻率(如锰铜合金)几乎不受温度变化的影响,可用来制成标准电阻,D对。
    2. 一根阻值为R的均匀电阻丝,长为l,横截面积为S。设温度不变,在下列情况下其阻值仍为R的是(  )
    A.当l不变,S增大一倍时
    B.当S不变,l增大一倍时
    C.当l和S都变为原来的时
    D.当l和横截面的半径都增大一倍时
    【解析】C 根据电阻定律R=ρ可知,故选项C正确。
    3.如图所示是由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝a、b的伏安特性曲线,下列判断正确的是(  )

    A.a电阻丝较粗
    B.b电阻丝较粗
    C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
    D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
    B 由图像可知,Ra>Rb,材料、长度都相同,由R=ρ知Sa<Sb,故B正确。
    4.如图所示是“探究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系”的装置图,a、b、c、d为四条不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面,b、c、d跟a相比,分别只有一个因素不同;b与a的长度不同;c与a横截面积不同;d与a材料不同。用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压。则下列说法正确的是 (  )

    A.根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关
    B.根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与横截面积有关
    C.根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关
    D.由实验结论可得出电压与导体的长度、横截面积、材料无关
    【解析】C 四个电阻串联,通过它们的电流I相等,由U=IR可知,电阻两端电压U与电阻阻值R成正比,U越大,R越大;a与c只有横截面积不同,根据a、c两端的电压的关系知导体电阻与导体横截面积的关系,故A错误;a与b只有长度不同,根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关,故B错误;a与d只有材料不同,根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关,故C正确;由实验结论可以得出导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系,故D错误。
    5.情境:2019年5月23日国之重器:时速600公里高速磁悬浮试验样车在青岛下线。磁悬浮列车是利用高温超导技术制成的。高温超导体通常是指在液氮温度(77K)以上超导的材料。目前,科学家们已在250 K(-23 ℃)温度下实现了氢化镧的超导性。这项成果使我们真正意义上接近了室温超导。
    问题:超导体中一旦有了电流,还需要电源来维持吗?

    【解析】 由于超导体电阻为0,超导体中一旦有了电流,就不需要电源来维持了。
    内容3:串联电路和并联电路
    一、串联电路和并联电路中的电流、电压和电阻关系
    1.定义
    (1)串联电路:把几个导体(用电器)依次首尾连接,接入电路的连接方式,如图甲所示。

    甲       乙
    (2)并联电路:把几个导体(用电器)的一端连在一起,另一端也连在一起,再将两端接入电路的连接方式。如图乙所示。
    2.串、并联电路的特点

    串联电路
    并联电路
    电流
    电流处处相等:
    I=I1=I2=…=In_
    总电流等于各支路
    电流之和:   
    I=I1+I2+…+In_
    电压
    总电压等于各部分电压之和:
    U=U1+U2+…+Un
    各支路两端电压相等:
    U=U1=U2=…=Un
    总电阻
    总电阻等于各部分电阻之和:
    R=R1+R2+…+Rn
    总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和:
    =++…+
    二、电流表和电压表
    1.表头
    小量程的电流表,通过表头的电流可以从刻度盘上读出来。
    2.表头的三个参数
    满偏电流Ig、_满偏电压Ug、内阻Rg,根据欧姆定律,三个参数之间的关系是Ug=IgRg。
    3.改装
    (1)电压表改装:测量较大的电压时,将表头上串联一个较大的电阻,就改装成了电压表。
    (2)电流表改装:测量较大的电流时,将表头上并联一个较小的电阻,就改装成了量程较大的电流表。
    知识演练
    1.三个阻值都是6 Ω的电阻可以用不同的方法连接起来,如图所示的四个图中等效电阻(即总电阻)等于4 Ω的是(  )

    A     B    C    D
    【解析】C 由电阻的串联、并联特点可知选项A中的总电阻为18 Ω,选项B中的总电阻为2 Ω,选项C中的总电阻为4 Ω,选项D中的总电阻为9 Ω,C正确,A、B、D错误。
    2.已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(  )
    A.1∶2∶3     B.3∶2∶1
    C.2∶3∶6 D.6∶3∶2
    【解析】D 由欧姆定律有R=,在并联电路中,电压相等,所以有R1∶R2∶R3=∶∶=∶∶=6∶3∶2,D正确。
    3.如图所示,R2=R4,理想电压表V1的示数为70 V,理想电压表V2的示数为50 V,则A、B间的电压为(  )

    A.140 V B.120 V
    C.100 V D.无法计算
    【解析】B 理想电压表所在支路不通,则题图所示电路是四个电阻串联,电压表V1测量的是R1和R2两端的电压之和,电压表V2测量的是R2和R3两端的电压之和。因为R2=R4,所以电压表V2相当于测的是R3和R4两端的电压之和,即A、B间的电压为电压表V1的示数与电压表V2的示数之和,则A、B间的电压为50 V+70 V=120 V,选项B正确。
    4.电流表的内阻是Rg=200 Ω,满刻度电流值是Ig=500 μA,现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是(  )
    A.应串联一个0.1 Ω的电阻
    B.应并联一个0.1 Ω的电阻
    C.应串联一个1 800 Ω的电阻
    D.应并联一个1 800 Ω的电阻
    【解析】C 把电流表改装成电压表需串联一个电阻R,改装后U=Ig(Rg+R),解得R=-Rg= Ω=1 800 Ω,即应串联一个1 800 Ω的电阻,C正确。
    5.情境:电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac间的电阻是cd间电阻的(n-1)倍。
    问题:(1)电子式互感器的ac段和cd段属于什么连接方式?
    (2)在某次测量中,输出端数字电压表的示数为U,则输入端的电压为多少?


    【解析】 (1)因为电子式互感器探头原理为电阻分压,所以ac段和cd段应串联。
    (2)该电子式互感器探头的原理为电阻分压,即Rac与Rcd串联,所以=,又Rac=(n-1)Rcd,
    输入电压U输入=Uac+U,可求得U输入=nU。

    内容4:实验
    实验1 长度的测量及测量工具的选用
    一、游标卡尺

    1.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm。
    2.精度:对应关系为10分度0.1 mm,20分度0.05 mm,50分度0.02 mm。
    3.读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+K×精度) mm。
    二、螺旋测微器

    1.原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
    2.读数:测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出。测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读1位)×0.01(mm)。
    实验2 金属丝电阻率的测量
    一、实验原理和方法
    由R=ρ得ρ=,因此,只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ。
    1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理如图所示。

    2.用毫米刻度尺测量金属丝的长度l,用螺旋测微器量得金属丝的直径,算出横截面积S。
    3.将测量的数据代入公式ρ=求金属丝的电阻率。
    二、实验器材
    被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
    三、实验步骤
    1.直径测定
    用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S=。
    2.电路连接
    按如图所示的原理电路图连接好,用伏安法测电阻的实验电路。

    3.长度测量
    用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l。
    4.U、I测量
    把上图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S。
    5.拆去实验线路,整理好实验器材。
    四、数据处理
    1.在求Rx的平均值时可用两种方法
    (1)用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值。
    (2)用U­I图线的斜率求出。
    2.计算电阻率
    将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ=Rx=。
    五、误差分析
    1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一。
    2.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。
    3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
    4.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。
    六、注意事项
    1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。
    2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路,然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
    3.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值。
    4.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。
    5.闭合开关S之前,一定要将原理图中滑动变阻器的滑片移到最左端。
    6.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
    7.求Rx的平均值时可用两种方法:第一种是用Rx=算出各次的测量值,再取平均值;第二种是用图像(U­I图线)来求出。若采用图像法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑。

    实验3:练习使用多用电表
    一、实验原理与方法
    1.认识多用电表
    下图为一种多用电表的外形图。

    2.使用多用电表
    (1)机械调零:用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝,使指针处于左端零刻度位置。
    (2)选好正确挡位及量程:测量前一定要明确测量的物理量,然后转动选择开关,确定挡位并选择一个合适的量程。
    (3)正确接入测量电路:正确选好挡位和量程后,将红、黑表笔接入电路。
    ①测量电压时要与电路并联。
    ②测量电流时要与电路串联。
    ③测量电阻时,应将电阻与其他电路断开,测量前先将多用电表的选择开关旋至欧姆挡,选择合适的倍率挡,将两表笔短接,进行欧姆调零,若需要换挡时,必须重新进行欧姆调零。
    ④测量完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡,并拔出表笔,若长期不用,还应将电池取出。
    3.数字式多用电表
    如图是某种数字式多用电表。数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示,使用方便。

    数字式多用电表
    二、实验器材
    多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管,定值电阻(大、中、小)三个。
    三、实验步骤
    1.测量直流电压
    (1)将功能选择开关旋转到直流电压挡。
    (2)根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估计待测电压值,应按照由大到小的顺序,先将选择开关旋转到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程再进行测量。
    (3)测量时,用红、黑测试表笔使多用电表跟待测电路并联,注意使电流从“+”插孔流入多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S,如图所示。

    (4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数。
    2.测量直流电流
    (1)多用电表直流电流挡与电流表原理相同,测量时应使电表与待测电路串联。
    (2)红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔。测量时,使电流从红表笔流入(即红表笔接与电源的正极相接的一端),从黑表笔流出(即黑表笔接与电源负极相接的一端),如图所示。

    (3)需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流。
    (4)选择适当的量程,使指针偏转角尽量大一些,这样测量结果相对较准。
    3.测量导体的电阻
    使用多用电表测电阻的步骤。
    (1)机械调零:使用前若表针没有停在左端“0”刻度位置,要用螺丝刀转动指针定位螺丝,使指针指向零刻度。
    (2)选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的合适倍率。
    (3)欧姆调零:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在表盘右端“0”刻度处。
    (4)测量读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,表针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。
    (5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)三步。
    (6)实验完毕:应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
    4.测量二极管的正、反向电阻
    二极管的全称叫晶体二极管,是用半导体材料制成的电子元件,它有两根引线,一根叫正极,另一根叫负极,二极管的表示符号如图所示。

    (1)二极管的单向导电性
    电流从正极流入时电阻比较小,处于导通状态,相当于一个接通的开关;电流从负极流入时电阻比较大,相当于一个断开的开关。
    (2)测量正向电阻
    将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡,进行欧姆调零,将黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,把读得的数值乘以电阻挡倍率,即为二极管的正向电阻。
    (3)测量反向电阻
    将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡,进行欧姆调零,将黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,把读得的数值乘以电阻挡倍率,即为二极管的反向电阻。
    四、误差分析
    1.电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池。
    2.欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差。
    3.由于欧姆表刻度的非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因此要选用恰当挡位,使指针指中值附近。
    4.读数时的观测易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数。
    五、注意事项
    1.用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。
    2.需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流。选择适当的量程,使指针偏转角尽量大一些,这样测量结果相对较准。
    3.测电阻时应注意的问题
    (1)选挡后要进行欧姆调零。
    (2)换挡后要重新进行欧姆调零。
    (3)被测电阻要与电源等其他元件分离,不能用手接触表笔的金属杆。
    (4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率。
    (5)使用后,要将两表笔从插孔中拔出,并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡,若长期不用,应将电池取出。
    (6)选择倍率时,应使指针尽可能指在中央刻度线附近。


    第二部分 专题讲解
    专题1:伏安法测电阻
    1.原理:由R=知,只要测出电阻两端的电压及通过导体的电流就可算出导体的电阻。
    2.电路:如图(a)所示,电流表接在电压表的两接线柱外侧,通常叫“外接法”;如图(b)所示,电流表接在电压表的两接线柱内侧,通常叫“内接法”。

    (a)     (b)
    3.伏安法测电阻的误差分析
    如上(a)、(b)图所示,R为待测电阻,因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差。
    (1)电流表外接法
    电压表示数:UV=UR,电流表示数:IA=IR+IV>IR,R测=<=R真,测量值偏小,适用于测量小阻值的电阻。
    外接法误差来源于电压表的分流作用,分流越小,误差越小,所以该电路适用于测量小电阻,即R≪RV。
    (2)电流表内接法
    电压表示数:UV=UR+UA>UR,电流表示数:IA=IR,R测=>=R真,测量值偏大,适用于测量大阻值电阻。
    内接法误差来源于电流表的分压作用,分压越小,误差越小,所以该电路适用于测量大电阻,即R≫RA。
    4.伏安法测电阻时电路选择的方法
    (1)定量判定法
    当已知待测电阻的大约值Rx,电流表的内阻RA和电压表的内阻RV,则
    当>,即Rx>时,选用电流表内接法;
    当<,即Rx<时,选用电流表外接法;
    当=,即Rx=时,选用电流表的两种接法都可以。
    (2)试触法
    若不知Rx的大概值,为了选择正确的电路接法以减小误差,可将电路如图所示连接,只空出电压表的一个接头S,然后将S分别与a、b接触一下,观察电压表和电流表的示数变化情况:①与a接触,若电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强,即Rx是一个高阻值电阻,应选用内接法,S应接b测量;②与b接触,若电压表示数有显著变化,说明电流表的分压作用较强,即Rx是一个低阻值电阻,应选用外接法,S应接a测量。
    【例1】 用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:
    A.待测电阻Rx:范围在5~8 Ω,额定电流0.45 A
    B.电流表A1:量程0~0.6 A(内阻0.2 Ω)
    C.电流表A2:量程0~3 A(内阻0.05 Ω)
    D.电压表V1:量程0~3 V(内阻3 kΩ)
    E.电压表V2:量程0~15 V(内阻15 kΩ)
    F.滑动变阻器R∶0~100 Ω
    G.蓄电池:电动势12 V
    H.导线,开关
    为了较准确地测量,并保证器材安全,电流表应选________,电压表应选________,电流表应________(选填“内”或“外”)接。
    【解析】待测电阻Rx的额定电流为0.45 A,应选电流表A1,额定电压Umax=0.45×8 V=3.6 V,应选电压表V1;由于 Ω= Ω= Ω,Rx<,因此选用电流表的外接法测电阻。
    【答案】B D 外

    【技巧与方法】
    无论电流表内接还是外接,都会对电阻的测量带来系统误差,但对同一个待测电阻而言,选用两种不同的测量方法,相对误差是不一样的,所以从测量精确的角度出发,尽量选择相对误差较小的测量方法

    专题2:滑动变阻器的分压式和限流式接法

    比较
    内容
    两种接法   
    限流接法
    分压接法
    电路图(图中R为负载电阻,R0为滑动变阻器)


    闭合开关前滑片位置
    滑动触头在最左端,即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大
    滑片在最左端,即开始时R上得到的电压为零
    负载两端的电压调节范围
    U~U
    0~U
    通过负载的电流调节范围

    0~
    【例2】  一只小灯泡标有“3 V 0.6 W”字样,现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻。电源电动势为12 V,内阻为1 Ω;最大阻值为5 Ω的滑动变阻器;电流表的内阻为1 Ω;电压表的内阻为10 kΩ;开关一个、导线若干。
    (1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用________(选填“内接”或“外接”)法。滑动变阻器应采用________(选填“分压式”或“限流式”)接法。
    (2)在虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。



    【解析】 (1)因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx==15 Ω,而电流表、电压表的内阻分别为1 Ω和10 kΩ,满足RV≫Rx,电流表应采用外接法;实验中因小灯泡两端电压只需3 V,而电源电动势为12 V,所以滑动变阻器应采用分压式接法。
    (2)电路图如图所示。

    【答案】 (1)外接 分压式 (2)见解析图

    【技巧与方法】
    分压和限流电路的选择原则
    1 若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电
    流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),此时,则必须选用分压式电路
    2 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到
    另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应用分压式电路。
    3 若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路。
    4 两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、能耗低
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