高中物理必修三 第十二章　2　第二课时　路端电压与负载的关系　欧姆表的原理同步学案

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第2课时　路端电压与负载的关系　欧姆表的原理[学习目标]　1.理解路端电压与负载的关系，并能进行相关计算(重点)。2.通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用(重点)。3.知道欧姆表测量电阻的原理，了解欧姆表内部结构和刻度特点(重难点)。一、路端电压与负载的关系1．外电路中的用电器叫作________，把外电路的电势降落叫作____________。负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。2．根据闭合电路的欧姆定律 E＝U外＋U内，若将U外记为路端电压 U，考虑到U内＝ Ir，则U＝E－Ir。3．对纯电阻电路，路端电压U与外电阻R的关系：(1)当外电阻R增大时，由I＝eq \f(E,R＋r)可知，电流I________；由U＝E－Ir可知，U________；当外电阻R减小时，电流I______，U______。结论：路端电压随着外电阻的增大而______，随着外电阻的减小而________。(2)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为________，U＝________，即断路时的路端电压等于________________。当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝________。注意：绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起！(1)因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大。(　　)(2)当外电阻趋于无穷大时，外电压等于电源电动势。(　　)例1　电源的电动势为4.5 V，外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V，(1)如果在外电路并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压是多少？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)如果6.0 Ω的电阻串联在外电路中，路端电压又是多少？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________针对训练1　如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下列说法正确的是(　　)A．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变C．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变D．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小二、电源的U－I图像根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．公式：U ＝________。2．图像：U－I图像是一条倾斜的直线。3．纵轴上的截距：表示电源的________；横轴上的截距：表示电源的短路电流，I短＝I0＝________。4．图像斜率的绝对值：表示电源的________，r＝eq \f(E,I短)＝________。比较图线1和2，说明电源1和电源2电动势及内阻大小关系。________________________________________________________________________________________________________________________________________________例3　(多选)(2022·衡水市高二期末)如图所示为某一电源的U－I图像，由图可知(　　)A．电源电动势为2.0 VB．电源内阻为 eq \f(1,3) ΩC．电源短路时电流为6.0 AD．路端电压为1.0 V时，电路中电流为5.0 A针对训练2　(2022·榆社中学高二开学考试)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是(　　)A．电源的电动势为6.0 VB．电源的内阻为12 ΩC．电源的短路电流为0.5 AD．电流为0.3 A时的外电阻是15 Ω若U－I图像纵轴的取值不是从0开始，纵轴上的截距仍然表示电源的电动势E，图线斜率的绝对值仍然表示电源的内阻，但横轴截距不表示短路电流。三、欧姆表的原理已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，小量程电流表的满偏电流为Ig＝10 mA，电流表内阻Rg＝7.5 Ω。(1)若用导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好满偏？(2)调到满偏后保持R1的值不变，在AB间接一个多大的电阻R0，才能使电流表指针指向刻度盘中间位置？(3)保持R1的值不变，如果把任意电阻Rx接在A、B间，电流表读数Ix与Rx的值有什么关系？(4)通过以上计算，你有何发现？________________________________________________________________________________________________________________________________________________欧姆表的测量原理是_____________，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。(1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻Rx＝0时，调节调零电阻R1，使电流表指针达到满偏，有I＝Ig＝____________＝eq \f(E,RΩ)，这一过程叫____________。满偏电流Ig处可标电阻大小为“________”。(2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻Rx→∞，有I＝0，可以在I＝0处标电阻大小为“________”。(3)当Rx为0到∞之间某一数值时，如图丙所示，Ix＝____________＝eq \f(E,RΩ＋Rx)，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值。(4)当Rx＝____________时，指针偏转到表盘中间，有I＝eq \f(Ig,2)，此时Rx等于欧姆表的________，称为中值电阻。例4　把一量程为6 mA、内阻为100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.滑动变阻器0～100 Ω；C.滑动变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔。(1)滑动变阻器选用________。(2)红表笔接________端，黑表笔接________端。(均选填“M”或“N”)(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指针指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为________。(4)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。1.如图，红表笔接“＋”插孔，黑表笔接“－”插孔，即红“＋”黑“－”。2．电流方向为“红进黑出”。3．黑表笔与欧姆表内部电源正极相连，红表笔与负极相连。针对训练3　如图所示为多用电表欧姆挡的测量原理示意图。其中，电流表的满偏电流为300 μA，内阻rg＝100 Ω，调零电阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V。用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是(　　)A．30 kΩ～80 kΩ B．3 kΩ～8 kΩC．300 Ω～800 Ω D．30 Ω～80 Ω