资源简介

1．电源和电流
核 心 素 养 定 位 物理观念 了解电流的形成条件，知道电源的作用．
科学思维 理解电流的定义和电流方向的规定，会用电流的定义式分析相关问题．
科学探究 了解电流微观表达式的推导过程，从微观角度认识影响电流大小的因素．
科学态度 与责任 通过对电源和电流的学习，培养学生探究生活和生产中物理知识的意识．
一、电源
1．形成持续电流的条件：一是要有移动的________，二是导体两端始终存在电势差．
2．电源的作用：电源能把电子由正极搬运到负极，保持正、负极之间有稳定的电势差．　　　　　　　通过非静电力做功
二、恒定电流　　　　　　　　基本性质与静电场相同
1．恒定电场：由________的电荷所形成的稳定的电场，叫作恒定电场．
2．恒定电流：大小、方向都不随________变化的电流叫作恒定电流．
3．电流的强弱程度用________这个物理量表示．单位时间内通过导体横截面(与导体垂直的截面)的电荷量越多，电流就________．用I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则有I＝.电流的单位是安培(国际单位制中的基本单位)，符号是A，常用的单位还有毫安(mA)和微安(μA)．
4．电流的微观解释：设导体的横截面积为S，自由电子数密度(单位体积内的自由电子数)为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则时间t内通过某一横截面的自由电子数为________．由于电子电荷量为e，因此，时间t内通过横截面的电荷量q＝________．根据电流的公式I＝，可以得到电流和自由电子定向移动平均速率的关系为____________．
【情境思考】
如图是中国宁波公交使用的全球首创超级电容储能式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，核心元器件是“3 V 　12 000 F”石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电100万次，使用寿命长达十年．根据上述材料判断以下问题．
(1)电容器放电的过程中，电荷量逐渐减少，电容器的电容和两极板间的电压也逐渐减小．(　　)
(2)电容器充电的过程中，电荷量逐渐增加，电容保持不变．(　　)
(3)若标有“3 V　12 000 F”的电容器从电量为零到充满电用时30 s，则充电的平均电流为3 600 A．(　　)
拓展 1　类比法理解电源的作用
拓展 2　直流电源和交流电源
(1)直流电源
直流电源的电流、电压方向不随时间作周期性变化，比如蓄电池、直流发电机、干电池、直流稳压源．
(2)交流电源
电流电压方向随时间作周期性变化的装置，如交流发电机．
拓展 3　恒定电场与静电场的异同
(1)异：静电场是由静止的电荷产生的；恒定电场是由稳定分布的电荷产生的．
(2)同：都是由电荷产生；恒定电场与静电场都不随时间变化；对电荷有力的作用；电势、电势差及其与电场强度的关系同样适用．
拓展4　
[教材问题]
STSE
电池的容量：电池放电时输出的总电荷量，通常以“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)作单位．手机电池的容量可达6 000 mA·h.
拓展5　
如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q′.当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为多大？
提示：在运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面的电荷量为q＝vt·q′，则等效电流I＝＝vq′.
目标一　电流的理解和计算
【导思】——————————————————○
如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2.
(1)怎样确定通过导电液体中电流的方向？
(2)如何计算导电液体中电流的大小？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【归纳】——————————————————○
1．电流的大小
定义式：I＝.用该式计算出的电流是时间t内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等．
2．对电流的理解
(1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则．
(2)在外电路中电流方向由电源正极到电源负极，在电源内部电流方向由电源负极到电源正极．
(3)I＝是电流的定义式，或者说是求解电流的一种方法，电流I与q、t无正反比关系．
(4)一点说明：电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流的方向是相同的，应用I＝求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．
【典例】——————————————————○
例1 下列说法正确的是(　　)
A．电源的作用是使电路中产生电荷
B．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动
C．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流
D.导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的
例2 如图所示，某同学设计了一种利用放射性元素衰变的电池．该电池采用金属空心球壳结构，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的
放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空．球心处的放射性物质向四周均匀发射电子，电子的电荷量为e.已知单位时间内放射性物质射出的电子数为N，在金属壳外表面有一块较小的圆形S，面积为金属壳表面积的，则通过S的电流大小约为(　　)
A．　　　B． C．　　　D．
思维提升
(1)金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，因此q为通过导体横截面的自由电子的电荷量．
(2)电解质溶液中的电流是正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，因此q为正、负离子电荷量的绝对值之和．
(3)电解液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反．
[训练1]　如图所示，电解池内有一价的电解液，时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e.以下解释中正确的是(　　)
A.正离子定向移动形成电流的方向从A→B，负离子定向移动形成电流的方向从B→A
B．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消
C．溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝
D．溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝
[训练2]　电子绕核运动可等效为一环形电流，如图所示．氢原子的电子绕核运动的半径为R，电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k.则此环形电流的大小为(　　)
A． B．
C． D．
目标二　 电流的微观表达式
【归纳】——————————————————○
1．电流的微观表达式：I＝nqSv.电流的大小取决于单位体积的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量q、导体的横截面积S、定向移动速率v.
2．电流的定义式和微观表达式的比较
I＝ I＝nqSv
公式性质 定义式 决定式
电流的意义 时间t内的平均电流 某时刻的瞬时电流
描述的角度 大量电荷定向移动的宏观表现 形成电流的微观实质
联系 由I＝可导出I＝nqSv
3.三种速率
(1)电流的传导速率等于光速，为3×108 m/s.
(2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为10－4 m/s.
(3)电子热运动速率，其大小与温度有关，约为105 m/s.
【典例】——————————————————○
例3 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗．在这种疗法中，为了能让质子轰击肿瘤并杀死癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作粒子加速器的装置来实现．来自质子源的质子(初速度为零)，经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流．已知细柱形的质子流横截面积为S，单位体积的质子数为n，质子的质量为m，其电荷量为e，那么这束质子流的等效电流I为(　　)
A．nS　　　B．neSC． D．
思维提升
用电流的微观表达式求解问题的注意点
(1)准确理解公式中各物理量的意义，式中的v是指自由电荷定向移动的速率，不是电流的传导速率，也不是电子热运动的速率．
(2)I＝neSv是由I＝导出的，若n的含义不同，表达式的形式也会不同．
[训练3]　一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S，导线单位长度内的自由电子数为n，铜导线内的每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导线中通过的电流为I.则下列说法正确的是(　　)
A．自由电子定向移动的速率为v0
B．自由电子定向移动的速率为v＝
C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D．自由电子定向移动的速率为v＝
　
1．下列关于电源的说法正确的是(　　)
A．电源是将电能转化为其他形式的能的装置
B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差
C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
D．在电源内部负电荷由负极流向正极(或正电荷由正极流向负极)
2．关于对电流的理解，下列说法正确的是(　　)
A．电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．电流有大小，也有方向，所以电流是矢量
C．金属导体内的电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
D．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
3．某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)
A．0 B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
4.自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，它可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备．某型号自动体外除颤器的电容器电容是16 μF，充电至4 kV电压，电容器在4 ms时间内完成放电．下列说法正确的是(　　)
A．电容器放电完成后电容为零
B．电容器的击穿电压为4 kV
C．电容器充电后的电荷量为0.64 C
D．电容器放电过程中的平均电流为16 A
5．心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗．如图，某型号AED模拟治疗仪器内有一电容为15 μF的电容器，某次使用过程中，该电容器在10 s内充电至5 000 V电压，之后在3 ms时间内完成放电．则下列说法正确的是(　　)
A．电容器充电后所带的电荷量为75 C
B．电容器充电过程中电容一直增大
C．电容器放电过程中放电电流一直增大
D．电容器放电过程中平均电流为25 A
6．已知铜棒的截面积为S，密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子电量为e.若通过铜棒的电流强度为I，并认为铜棒中每一个铜原子贡献一个电子，则铜棒中自由电子定向移动的速率为(　　)
A． B．C． D．
1．电源和电流
导学　掌握必备知识
一、
1．自由电子
二、
1．稳定分布
2．时间
3．电流　越大
4．nSvt　neSvt　I＝neSv
情境思考
答案：(1)×　(2)√　(3)×
共研　突破关键能力
目标一
　提示：(1)电流方向为正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右．
(2)I＝.
[例1]　解析：导体本身就有自由电荷，电源的作用不是使电路中产生电荷，而是使正负电荷分开，使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，电源两端就会产生电压，电压使电路中电荷产生定向移动形成电流，A错误，B正确；只要电路中有电源，且电路要闭合，电路中就会形成持续的电流，C错误；导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，D错误．
答案：B
[例2]　解析：由题意可知，单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，则在t时间内从放射性物质射出的电荷量为q＝Net，则t时间内，通过金属壳表面较小的圆形面积S的电荷量是q′＝q＝Net，由电流的定义式可得I＝＝.故选A.
答案：A
[训练1]　解析：正电荷定向移动的方向就是电流的方向，负电荷定向移动的反方向也是电流的方向，A、B错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I＝公式中q应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I＝，电流方向由A指向B，C错误，D正确．
答案：D
[训练2]　解析：电子绕核做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力，可得k＝m，则电子运动的周期为T＝，根据电流的定义I＝得I＝＝.故选C.
答案：C
目标二
[例3]　解析：质子在电场力作用下加速，加速后的速度为v，根据动能定理，则有eU＝mv2，解得v＝ .等效电流为I，单位体积的质子数为n，根据电流微观表达式I＝neSv，解得I＝neSv＝neS.故选B.
答案：B
[训练3]　解析：v0为自由电子做无规则热运动的速率，不是定向移动速率，与光速及自由电子无规则热运动的速率无关，故A、C错误；对于电流微观表达式I＝nqSv，式中n为单位体积内的自由电子数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，则t时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt，电荷量q＝nvte，所以电流I＝＝nev，所以v＝，故B错误，D正确．
答案：D
精练　落实学科素养
1．解析：在电源内部把电子从正极搬运到负极，克服静电力做功，将其他形式的能转化为电能，A错误；电荷的搬运使电源正、负极间维持一定电势差，B正确；导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，C错误；在电源内部，负电荷从电源正极流向负极(或正电荷从负极流向正极)，D错误．
答案：B
2．解析：规定电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，A错误．电流有大小，也有方向，但不遵循平行四边形定则，所以电流是标量，B错误．金属导体内的电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的，C正确．电流的传导速率指的是接通电源后，电路中产生电流的速率．在电路中电流的产生源于电场的产生，在电场的驱动下，电荷定向运动从而形成电流．因而电路中电流的传导速率等于电场产生的速率，D错误．
答案：C
3．解析：根据电流的定义式可得，通过这个截面的电流为I＝＝ A＝3.2 A.
故选D.
答案：D
4．解析：电容是表征电容器储存电荷本领大小的物理量，放电之后，电容器的电容大小是不变的，故A错误；该电容器电压可充电到4.0 kV，必然小于击穿电压，故B错误；根据Q＝CU＝16×10－6×4.0×103 C＝0.064 C，可知放电前，电容器储存的电量为0.064 C，故C错误；根据I＝＝ A＝16 A可知，该次放电的平均电流为16 A，故D正确．
答案：D
5．解析：电容器充电后所带的电荷量为Q＝CU＝15×10－6×5 000 C＝0.075 C，A错误；电容器的电容由电容器本身的性质决定，与电容器是否带电无关，故电容器充电过程中电容保持不变，B错误；电容器放电过程中，放电电流逐渐减小，C错误；电容器放电过程中的平均电流为＝＝ A＝25 A，D正确．
答案：D
6．解析：设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，则导线的长度为l＝vt，体积为V＝Sl＝Svt，质量为m＝ρvtS，这段导线中自由电子的数目为n＝NA＝NA，在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为I＝＝，联立解得v＝.故选A.
答案：A2．导体的电阻
核 心 素 养 定 位 物理观念 理解电阻的定义．
科学探究 (1)通过探究实验，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体会物理学中控制变量的研究方法． (2)设计实验探究影响导体电阻的因素，同时学习电流表的内、外接，滑动变阻器分压及限流接法对电路的影响．
科学思维 观察实验现象，对数据进行分析思考，了解电阻率的物理意义及其与温度的关系．
科学态度与责任 能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活中的应用．知道超导现象和超导体的概念，了解目前对超导材料研究的现况．
一、电阻
1．物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用．
2．定义：导体两端的电压与流过的电流之比．
3．定义式：R＝．U为R上分得的电压、I为通过R的电流
二、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________，与它的横截面积S成________；导体电阻还与构成它的材料有关．
2．公式：________．
3．电阻率：表征了导体材料的导电性能，与导体的________和________等因素有关，电阻率越大，说明导体的导电性能越差．
三、导体的伏安特性曲线
1．伏安特性曲线：用横坐标表示________，用纵坐标表示________，这样画出的I U图像叫作导体的伏安特性曲线．
2．线性元件：伏安特性曲线是一条______________，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．非线性元性：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．
【情境思考】
如图所示，燕子落在110 kV的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但燕子仍安然无恙．判断以下问题．
(1)燕子是干燥的，所以不导电．(　　)
(2)燕子两脚间的电压几乎为零．(　　)
(3)燕子电阻极大，所以无电流通过．(　　)
拓展1　I＝与I＝的区别
(1)I＝是电流的定义式，适用于所有导体．
(2)I＝是欧姆定律的表达式，用于计算导体中电流的大小，是电流的决定式．适用于金属和电解质溶液导电、纯电阻电路(后面会学到)、线性元件(本节会学到)，不适用于气体导电．
拓展2　温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示为某金属导体和某半导体材料的电阻随温度变化的关系曲线，你能判定图线1、2分别表示何种导体吗？
提示：一般金属导体的电阻随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高而减小，故图线1表示金属导体，图线2表示半导体．
目标一　电阻的理解
【导思】——————————————————○
　如图所示为金属导体A、B的U I图像．
(1)对导体A或导体B来说，电流与它两端的电压有什么关系？U与I的比值怎样？
(2)对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【归纳】——————————————————○
1．电阻
(1)电阻定义式：R＝.
(2)意义：比值表示一段导体对电流的阻碍作用．对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关．
2．欧姆定律
(1)表达式I＝.
(2)意义：表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比．
(3)适用条件：金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)．
【典例】——————————————————○
例1 (多选)根据公式R＝及其变形式，下列说法正确的是(　　)
A．由R＝可知，使导体通过一定的电流所需的电压越高，则导体的电阻越大
B．由R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比
C．由I＝可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
D．从关系式U＝IR可知，对于一个确定的导体，通过导体的电流越大，导体两端的电压也越大
[训练1]　(多选)已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么(　　)
A．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1
B．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2
C．若导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1
D．若导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2
目标二　公式R＝ρ的理解和应用
【导思】——————————————————○
　如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体．导体b、c、d在长度、横截面积、材料三个因素方面，分别只有一个因素与导体a不同．
如表所示为四个串联导体的各方面因素与导体两端的电压关系．
比较项目 长度 横截面积 材料 电压
a l S 铁 U
b 2l S 铁 2U
c l 2S 铁
d l S 镍铜合金 5U
(1)四段导体串联接入电路，每段导体两端的电压与电阻有什么关系？
(2)对比导体a和b说明什么？
(3)对比导体a和c说明什么？
(4)对比导体a和d说明什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【归纳】——————————————————○
1．对公式R＝ρ的理解
(1)公式R＝ρ是导体电阻的决定式，如图所示为一块长方体铁块，若通过电流为I1，则R1＝ρ；若通过电流为I2，则R2＝ρ.
(2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液．
(3)电阻定律是通过大量实验得出的规律．
2．R＝ρ与R＝的比较
公式 R＝ρ R＝
区别 电阻的决定式 电阻的定义式
说明了电阻由导体的哪些因素决定，可以说R与l成正比，与S成反比 提供了求电阻的方法，并不能说电阻与U和I有关系
只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体 适用于纯电阻元件
联系 R＝ρ对R＝补充说明了导体的电阻不取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积
3.电阻率的理解
(1)物理意义：反映了材料导电性能的好坏．电阻率越小，导电性能越好．
(2)计算公式：由R＝ρ得ρ＝.ρ＝是实验测定电阻率的依据．
(3)决定因素：电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定．
(4)电阻率与温度的关系：
①通常金属的电阻率随温度的升高而增大．
②半导体的电阻率大多会随温度的升高而减小．
【典例】——————————————————○
例2 (多选)关于电阻率，以下说法正确的是(　　)
A．纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大
B．金属的电阻率随着温度的升高而增大，有些半导体的电阻率随着温度的升高而减小
C．超导体的电阻率为零，所以对电流的阻碍作用为零
D．电阻率的大小只随温度的变化而变化，与材料本身无关
例3 在边长为a、厚度为h的导体中，通以图示方向的电流，导体的电阻为R1，现将其四等分，取其中之一通以图示方向的电流，其电阻为R2，则为(　　)
A．4∶1　　 B．1∶1
C．1∶2　　 D．2∶1
思维提升
应用R＝ρ解题的技巧
(1)明确导体的形状改变后，电阻率不会发生变化．
(2)导体的形状改变后，体积不变，由V＝l1S1＝l2S2确定l2与l1、S2与S1的关系．
(3)由R＝ρ确定电阻关系．
[训练2]　一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉制成直径为的均匀细丝后，它的电阻变为(　　)
A． B．9RC． D．81R
[训练3]　工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率，其中一个关键部件如图所示，A、B是两片面积为1 cm2的正方形铂片，间距为d＝1 cm，把它们浸在待测液体中．若通过两根引线加上U＝6 V的电压时，测出电流I＝1 μA，则这种液体的电阻率为多少？
目标三　导体的伏安特性曲线
【归纳】——————————————————○
1．伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的I U图像叫作导体的伏安特性曲线．
2．线性元件和非线性元件
(1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解质溶液．
(2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件，如气态导体和半导体元件．
3．I U图像与U I图像
比较内容 I U图线 U I图线
坐标轴 横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I 横坐标表示电流I、纵坐标表示电压U
斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻
线性元 件图线 的形状 R1＞R2 R1＜R2
非线性 元件图线 的形状 电阻随U的增大而增大 电阻随I的增大而减小
【典例】——————————————————○
例4 (多选)如图为甲、乙两金属电阻的U I曲线，它们的阻值应为(　　)
A．R甲＝tan 60°＝ Ω
B．R乙＝tan 60°＝ Ω
C．R甲＝3 Ω
D．R乙＝6 Ω
例5 如图所示的是某同学绘制的小灯泡的U I特性曲线，曲线上A点对应的电压为0.9 V．已知A点切线的斜率为k1，A点与坐标原点O连线的斜率为k2.由图线可以得出(　　)
A．电流增加时小灯泡的电阻变小
B．电流增加时小灯泡的电阻变大
C．斜率k1为电压为0.9 V时小灯泡的电阻
D．斜率k2为电压为0.9 V时小灯泡的电阻
思维提升
利用图像求解电阻的方法
(1)在I U图像中，图线斜率的倒数表示电阻的大小．
(2)在U I图像中，图线斜率表示电阻的大小．
(3)在非线性变化的I U图像中，电阻不恒定，某一点与原点连线斜率的倒数表示此电压下电阻的大小．
[训练4]　如图所示，是某电阻R的伏安特性曲线，图中α＝45°，由此得出(　　)
A．该电阻为非线性元件
B．欧姆定律适用于该电阻，阻值为0.5 Ω
C．该图像的斜率表示电阻的倒数，即R＝＝1 Ω
D．该电阻为定值电阻，阻值为2 Ω
[训练5]　有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示．从图线可以判断(　　)
A．电阻A的阻值大于电阻B　
B．电阻A的阻值小于电阻B
C．电压相同时，流过电阻A的电流强度较小
D．两电阻串联时，电阻A两端电压较大
[训练6]　小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图所示．P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．下列说法正确的是(　　)
A．随着所加电压的减小，小灯泡的电阻增大
B．随着通过电流的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
D．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
　
1．关于电阻率的正确说法是(　　)
A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关
C．电阻率大的导体，电阻一定很大
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计
2．如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知，下列说法不正确的是(　　)
A．导体的电阻是25 Ω
B．导体的电阻是0.04 Ω
C．当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 A
D．当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V
3．某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别为(　　)
A．4ρ和4R B．ρ和4R
C．ρ和16R D．16ρ和16R
4．(多选)现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分重要的问题．下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的是(　　)
测量项目 干燥时电阻 出汗或潮湿时电阻
手与手之间 200 kΩ 5 kΩ
手与脚之间 300 kΩ 8 kΩ
脚与塑料鞋底之间 800 kΩ 10 kΩ
A.从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的40～80倍
B．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，只有出汗或潮湿时是十分危险的
C．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，上述几项都十分危险
D．从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加220 V电压后的电流值最大是1.1 A
5．(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知(　　)
A．R1为线性元件，R2为非线性元件
B．R1的电阻R1＝tan 45° Ω＝1 Ω
C．R2的电阻随电压的增大而减小
D．当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻
6．防漏电装置“隔电墙”，可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害．其装置如图甲，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图乙，它实际上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图丙．下列分析正确的是(　　)
A．漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B．安装“隔电墙”后热水器便无需接地线
C．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的
D．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
2．导体的电阻
导学　掌握必备知识
二、
1．正比　反比
2．R＝ρ
3．材料　温度
三、
1．电压U　电流I
2．过原点的直线
情境思考
答案：(1)×　(2)√　(3)×
共研　突破关键能力
目标一
　提示：(1)对导体A或导体B来说，电流与它两端的电压成正比；导体A或导体B的电压与电流的比值是个定值，但两导体的比值不相等．
(2)电压相同时，A的电流小，说明A对电流的阻碍作用大．
[例1]　解析：导体的电阻由导体本身的性质决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，导体的电阻在数值上等于它两端的电压与通过它的电流之比，由R＝可知，使导体通过一定的电流所需的电压越高，则导体的电阻越大，B错误，A正确；由I＝可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，C正确；由U＝IR可知对于一个确定的导体，即R一定，则I越大，U越大，D正确．
答案：ACD
[训练1]　解析：当电压相等时，由I＝得I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2，B正确，A错误；当电流相等时，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正确，D错误．
答案：BC
目标二
提示：(1)成正比；
(2)其他因素相同时，导体电阻和长度成正比；
(3)其他因素相同时，导体电阻和横截面积成反比；
(4)其他因素相同时，导体电阻和材料有关．
[例2]　解析：电阻率跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好坏的物理量，纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大，故A正确；金属的电阻率随温度的升高而增大，有些半导体的电阻率随温度的升高而减小，故B正确；电阻反映导体对电流阻碍作用的大小，超导体的电阻率为零，对电流的阻碍作用为零，故C正确；电阻率的大小与温度和材料本身都有关，故D错误．
答案：ABC
[例3]　解析：电阻R1＝ρ＝；电阻R2＝ρ＝，则R1∶R2＝1∶1，故B正确．
答案：B
[训练2]　解析：横截面直径为d的镍铬丝拉制成直径为的均匀细丝后，根据截面积公式S＝πd2可知，横截面积变为原来的，镍铬丝的体积不变，则长度变为原来的9倍；由R＝ρ分析可知，电阻变为原来的81倍，即为81R，故D正确，A、B、C错误．
答案：D
[训练3]　解析：R＝＝ Ω＝6×106 Ω
由题意知l＝d＝10－2 m，S＝10－4 m2
由R＝ρ得ρ＝＝ Ω·m＝6×104 Ω·m.
答案：6×104 Ω·m
目标三
[例4]　解析：在数学中斜率就等于图线与横轴的夹角的正切值(tan α)，而在物理中斜率与tan α并没有直接联系．
R甲＝＝ Ω＝3 Ω，R乙＝＝ Ω＝6 Ω.
答案：CD
[例5]　解析：I U图线上某点与坐标原点的连线的斜率的倒数表示小灯泡的电阻，所以斜率k2的倒数为电压为0.9 V时小灯泡的电阻，故C、D错误；随着电流增加，图线上的点与坐标原点的连线的斜率逐渐减小，所以斜率的倒数增大，即小灯泡的电阻增大，故A错误，B正确．
答案：B
[训练4]　解析：根据数学知识可知，通过电阻的电流与两端电压成正比，该电阻为线性元件，欧姆定律适用，该电阻阻值为R＝＝ Ω＝2 Ω，故A、B错误，D正确；I U图像中可以根据图线斜率的倒数求电阻，但题图中横纵坐标的标度不同，图像的斜率就不等于图线与x轴正方向夹角的正切值，故不能用tan α代替斜率求电阻，故C错误．
答案：D
[训练5]　解析：在伏安特性曲线中，直线的斜率表示的是电阻的倒数，从题图中可得A的斜率大，所以A的电阻小，故A错误，B正确；由图像可知，当电压相同时，流过电阻A的电流强度较大，故C错误；因为当两电阻串联时，流过两电阻的电流相同，由图像可知，电流相同时，电阻B两端电压较大，故D错误．
答案：B
[训练6]　解析：在I U图像中，图线上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，图像中连线斜率逐渐增大，电阻应逐渐减小，连线斜率逐渐减小，电阻应逐渐增大，故A、B错误；根据电阻的定义式，对应P点的小灯泡的电阻为R＝，故C正确，D错误．
答案：C
精练　落实学科素养
1．解析：电阻率反映了导体材料导电能力的强弱，它只与材料及温度有关，与导体的长度l和横截面积S无关，故A错误，B正确；由R＝ρ知，电阻率大的导体，电阻不一定很大，故C错误；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故D错误．
答案：B
2．解析：由题图可知，当电压为5 V时，电流为0.2 A，则可知，导体的电阻R＝＝ Ω＝25 Ω，故A正确，B错误；当导体电压为10 V时，由欧姆定律可知I＝＝ A＝0.4 A，故C正确；当导体中的电流为0.1 A时，导体两端电压为U＝IR＝0.1×25 V＝2.5 V，故D正确．
答案：B
3．解析：因温度和材料不变，所以电阻率不变，将导线均匀拉长到直径为原来的一半，则横截面积变为原来的，长度变为原来的4倍，根据电阻定律公式得R0＝ρ＝16ρ＝16R，C正确．
答案：C
4．解析：由表中数据可知A正确；由I＝可求得对人体加上220 V电压后，干燥时的电流分别为1.1 mA、0.7 mA、0.28 mA，潮湿时的电流分别为44 mA、27.5 mA、22 mA，根据数据可知，潮湿时各种情况均有危险，B正确，C、D错误．
答案：AB
5．解析：由题图可知R1的伏安特性曲线为过原点的直线，故R1为线性元件，R2的伏安特性曲线为曲线，故R2是非线性元件，故A正确；R1的电阻为2 Ω，故B错误；由题图可知，当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻，都为2 Ω，故D正确；I U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故C错误．
答案：AD
6．解析：根据电阻定律可知R＝ρ，水的电阻率不变，在该情况下，将水流变长，横截面积变小来增大电阻，减小电流，从而对人体起到保护作用，但不能完全隔断电流，故C正确，D错误；漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流，安装“隔电墙”后热水器仍需接地线，故A、B错误．
答案：C第1课时　实验1　长度的测量及测量工具的选用
核心素养定位 科学思维 (1)理解游标卡尺的原理，学会使用游标卡尺测量长度． (2)理解螺旋测微器的原理，学会使用螺旋测微器测量长度．
科学态度与责任 掌握这两种仪器需不需要估读，初步学会精密仪器的使用．
一、游标卡尺
1．构造
如图所示的是游标卡尺的结构图．
2．原理：利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度．不管游标尺上有多少个小的________刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小的等分刻度少________．常见的游标尺上小的等分刻度有10个、20个、50个，其规格见下表．
刻度格数(分度) 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 精确度(可精确到)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
3.读数
(1)读数时，先读________上的刻度——读游标尺零刻度线之前的整毫米数，如图中应读________ mm.
(2)再读________上的刻度——读游标尺零刻度线之后哪条刻度线与主尺刻度线重合，再乘以游标尺的精确度，如图中应读7×0.1 mm.
(3)将主尺读数与游标尺读数________即为被测物体的长度，如图中物体长度为23 mm＋7×0.1 mm＝23.7 mm＝2.37 cm.
注意：游标卡尺测量长度不需要________．
4．使用
(1)当外(内)测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对齐．
(2)将被测物体夹(套)在这两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是被测物体的长度．
二、螺旋测微器
1．构造
如图所示，它的测砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的；可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，通过精密螺纹套在B上．
2．原理
精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度E分成50个等分刻度，因此每旋转一格，对应测微螺杆F前进或后退0.01 mm.0.01 mm即为螺旋测微器的精确度．
3．读数
L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值．
4．使用
当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，直到听到“喀喀”声．
拓展　有效数字
(1)概念：带有一位不可靠数字的近似数字叫作有效数字．
(2)有效数字的位数：从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止，共有几个数字，就是几位有效数字．
(3)示例：在0.092 3、0.092 30、2.014 0中，有效数字的位数依次为3位、4位和5位．
(4)科学记数法：大的数字，如36 500，如果第3位数“5”已不可靠，则应记作3.65×104；如果是在第4位数“0”不可靠，则应记作3.650×104.
目标一　游标卡尺的使用和读数
【归纳】——————————————————○
1．游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数．
2．游标卡尺的读数方法：“三看”
(1)一看：精确度．
(2)二看：游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端(如图所示)
(3)三看：游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐．
【典例】——————————————————○
例1 如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺依次分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________ mm、________ mm、________ mm.
[训练1]　图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________ mm.
[训练2]　如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的读数依次为________ mm、________ mm、________ mm.
目标二　螺旋测微器的读数
【归纳】——————————————————○
1．读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位．
2．读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出．
【典例】——————————————————○
例2 某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动________使F靠近小球，再转动________使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(均选填仪器部件字母符号)正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是__________ mm.
[训练3]　在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为________ mm.
[训练4]　读出图中给出的螺旋测微器的示数．
甲：________ mm，乙：________ mm，丙：________ mm.
　
1．(1)如图甲所示的游标卡尺，游标尺上共有20个分度，用它测量某工件的外径时，示数如图甲所示．则此工件的外径是________ mm.
(2)用螺旋测微器测量某电阻丝的直径，如图乙所示，则此电阻丝的直径为________ mm.
2．读出下面游标卡尺和螺旋测微器的示数．
(1)
　　
________ cm
(2)
　　
________ cm
(3)
　　
________ mm
(4)
　　
________ mm
(5)
　　
________ mm
(6)
　　
________ mm
(7)
　　
________ mm
(8)
　　
________ mm
3．用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件________(选填“A”“B”“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm.
4．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为________ mm；用游标为50分度的卡尺(测量值可精确到0.02 mm)测定某圆柱体的直径时，卡尺上的示数如图乙所示，可读出圆柱的直径为________ mm.
　
第1课时　实验1　长度的测量及测量工具的选用
导学　掌握必备知识
一、
2．等分　1 mm
3．(1)主尺　23　(2)游标尺　(3)相加　估读
共研　突破关键能力
目标一
[例1]　解析：题图甲主尺整毫米为17 mm，游标尺读数为7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.
题图乙主尺整毫米是24 mm，游标尺读数为17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是24 mm＋0.85 mm＝24.85 mm.
题图丙主尺整毫米是3 mm，游标尺读数为9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm.
答案：17.7　24.85　3.18
[训练1]　解析：由游标卡尺的结构原理可知，测内径应选游标卡尺的内测量爪，故选A；游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺的读数为5×0.05 mm＝0.25 mm，故钢笔帽的内径为11.25 mm.
答案：A　11.25
[训练2]　解析：题图甲读数：整毫米数是17 mm，游标尺读数是2×0.1 mm＝0.2 mm，最后读数是17 mm＋0.2 mm＝17.2 mm.题图乙读数：整毫米数是23 mm，游标尺读数是5×0.05 mm＝0.25 mm，最后读数是23 mm＋0.25 mm＝23.25 mm.题图丙读数：整毫米数是10 mm，游标尺读数是19×0.02 mm＝0.38 mm，最后读数是10 mm＋0.38 mm＝10.38 mm.
答案：17.2　23.25　10.38
目标二
[例2]　解析：用螺旋测微器测小球直径时，先转动旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动锁紧装置G使F固定后读数．读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm.
答案：D　H　G　6.700
[训练3]　解析：校零时可动刻度约为0.7格，故读数为0.7×0.01 mm＝0.007 mm，测量时固定刻度上读数为0.5 mm，可动刻度为15.7格，故读数为0.5 mm＋15.7×0.01 mm＝0.657 mm.合金丝的直径为两次读数之差，D＝0.657 mm－0.007 mm＝0.650 mm.
答案：0.007　0.650
[训练4]　答案：3.550　3.205　0.900
精练　落实学科素养
1．解析：(1)20分度的游标卡尺，精确度是0.05 mm，游标卡尺的主尺读数为4 mm.游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05 mm＝0.50 mm，所以最终读数为4 mm＋0.50 mm＝4.50 mm.(2)螺旋测微器的固定刻度为1.5 mm，可动刻度为6.8×0.01 mm＝0.068 mm，所以最终读数为1.5 mm＋0.068 mm＝1.568 mm.
答案：(1)4.50　(2)1.568(1.567～1.569均正确)
2．答案：(1)1.052　(2)1.029 5　(3)22.5　(4)6.70　(5)44.00　(6)9.270　(7)1.555　(8)1.130
3．解析：读数前应先旋紧B，使读数固定不变．螺旋测微器的固定刻度为0，可动刻度为41.0×0.01 mm＝0.410 mm，所以最终读数为0＋0.410 mm＝0.410 mm.
答案：B　0.410
4．解析：螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm，可动刻度读数为11.6×0.01 mm＝0.116 mm，所以最终读数为8 mm＋0.116 mm＝8.116 mm.
游标卡尺的主尺读数为42 mm，游标尺上第3个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为3×0.02 mm＝0.06 mm，所以最终读数为42 mm＋0.06 mm＝42.06 mm.
答案：8.116(8.115、8.117也算对)　42.06第2课时　实验2　金属丝电阻率的测量
核心素养定位 科学思维 掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法．
科学探究 学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率．
科学态度与责任 通过使用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，以及测量电阻等过程，进一步形成自觉遵守实验操作规范和谨慎操作的习惯．
1.实验思路
可以用下图的实验电路做此实验．取一段金属电阻丝连接到实验电路中，只要测出电阻丝的________、________和________(S＝)，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即ρ＝＝________．
2．物理量的测量
(1)电阻的测量：按实验电路图连接实物电路．改变____________滑片的位置，读取多组________、________，通过________图像求得电阻R.
(2)电阻丝有效长度的测量：电阻丝长度的测量工
具应选用________．需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的____________．反复测量多次，得到有效长度的________．
(3)电阻丝直径的测量：因为电阻丝比较细，所以直接用________测量就会产生比较大的误差．应选择游标卡尺或螺旋测微器．
3．数据分析
(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U I图线的斜率求电阻值．
(2)计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝.
4．误差分析
(1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大，因此不宜长时间给电阻丝通电．
(2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确．
目标一　电流表和电压表的读数
【归纳】——————————————————○
1．0～3 V量程的电压表和0～3 A量程的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位．
2．对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V．
3．对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A．
【典例】——————————————————○
例1 (1)如图甲所示是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“－”和“0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是________ A，对应刻度盘上的每一小格代表________ A，图甲所示示数为________ A；当使用电流表的“－”和“3”两接线柱时，对应刻度盘上的每一小格代表________ A，图甲所示示数为________ A.
(2)图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压的最大值不得超过________ V，对应刻度盘上的每一小格表示________ V，图乙所示示数为________ V；若使用的是较大量程时，则对应刻度盘上的每一小格表示________ V，图乙所示示数为________ V．
[训练1]　请完成下列各表的读数，把答案填在图下的横线上．
(1)量程为0～3 V和0～ 3 A的电表．
(2)量程为0～15 V的电压表读数．
(3)量程为0～0.6 A的电流表读数．
目标二　测定金属丝的电阻率
【归纳】——————————————————○
1．测量电路
(1)电流表外接法，如图所示．
由于电压表的分流，电流表测量的电流值偏大，测得的电阻值偏小，适用于测量小电阻．
(2)电流表内接法，如图所示．
由于电流表的分压，电压表测量的电压值偏大，测得的电阻值偏大，适用于测量大电阻．
2．控制电路
(1)滑动变阻器限流式接法，如图所示．
(2)滑动变阻器分压式接法，如图所示．
【典例】——————————————————○
例2 (多选)如图所示，用伏安法测电阻时(　　)
A．采用图甲所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值
B．采用图甲所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值
C．采用图乙所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值
D．采用图乙所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值
例3 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量3次，求出其平均值L，用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d.
(1)采用如图甲所示的电路测量金属丝的电阻，电阻的测量值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)．
(2)已知被测金属丝的电阻约为5 Ω，实验所用电源的电压为3 V，电流表内阻约为0.1 Ω，电压表内阻约为15 kΩ.请你根据电路图在图乙中进行实物连线．
(3)若测出金属丝的电阻为R，则金属丝的电阻率ρ＝________(用题中字母表示)．
思维提升
连接实物图时应注意以下几点
(1)从电源正极出发，经过用电器、开关等元件，回到电源负极．
(2)遇到复杂的电路图，先按照简单的串联或并联的画法一点一点分解．
(3)要注意导线不能交叉．
(4)注意电流表和电压表的区别．
(5)画完电路图后，按照从正极出发的方向走一遍，看是否正确．
(6)重点注意电流要从正接线柱流入电表，从负接线柱流出电表．
(7)注意电路是否会短路．
[训练2]　在测定金属丝电阻率的实验中：
(1)如图甲所示，用50分度游标卡尺测量待测金属丝的直径，其示数是________mm.
(2)按图乙所示的电路图在图丙中用笔画线代替导线，补充连接实物电路示意图．
[训练3]　利用螺旋测微器、米尺和图甲所示的器材(其中电流表的内阻约为1 Ω，电压表的内阻约为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率．
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成实物电路，要求连线不能交叉，电流表、电压表选择合适的量程(已知电源电压为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)．
(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度的示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示．则金属丝两端的电压U＝________，电流I＝________，金属丝的长度l＝________，直径d＝________．
(3)该金属丝的电阻率是__________________(保留两位有效数字)．
　
1．(1)如图所示，螺旋测微器的读数为________ mm，游标卡尺的读数为________ mm；
(2)电压表接0～3 V量程，电压表的读数为________ V；
(3)电流表接0～0.6 A量程，电流表的读数为________ A.
2．在“测定金属丝电阻率”的实验中，需要测出金属丝的长度L、直径d和电阻R.
(1)用螺旋测微器测金属丝直径时，读数如图甲所示，则金属丝的直径为________ mm.
(2)若用图乙电路测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)．
(3)用电压表和电流表测金属丝两端的电压和电流时，读数分别如图丙、丁所示，则电压表的读数为________ V，电流表的读数为________ A．
3．(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，(已知电流表选0.6 A量程，电压表选3 V量程)．则它们的读数值依次是________ mm、________ A、________ V.
(2)已知实验中所用的电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 kΩ，则本实验电路应当采用图丁中的________(选填“A”或“B”)，用此电路测量的金属丝电阻比真实值偏________(选填“大”或“小”)．
(3)若测得电流为I、电压为U，金属丝的长度为L，直径为d，则该金属丝的电阻率ρ＝________(用题中字母代号表示)．
4．在“金属丝电阻率的测量”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω，实验室备有下列实验器材．
A．电压表(量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)；
B．电压表(量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)；
C．电流表(量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω)；
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)；
E．滑动变阻器R1(0～10 Ω，0.6 A)；
F．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)；
G．电池组E(3 V)；
H．开关S，导线若干．
(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有________(填器材前面的序号)．
(2)为减小实验误差，本实验采用的电路图如图甲所示．请把图乙中的实物图用线连接起来．
　
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图丙所示，则金属丝的直径为________ mm，电阻值为________ Ω.
5．用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率ρ，某实验小组测出了6组电压、电流值，并在U I图像中进行描点，如图所示．
(1)根据图像中描点情况，写出分析数据求解R值的步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)求出的电阻值R＝________ Ω.(保留三位有效数字)
(3)待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图甲、乙所示．由图可知其长度为________ cm，直径为________ cm.
(4)由以上数据可求出ρ＝________．(保留一位有效数字)
第2课时　实验2　金属丝电阻率的测量
导学　掌握必备知识
1．电阻R　长度l　直径d　
2．(1)滑动变阻器　电压　电流值　U I　(2)刻度尺　有效长度l　平均值　(3)刻度尺
共研　突破关键能力
目标一
[例1]　解析：(1)电流表和电压表的接线柱上的数字表示其量程．当使用电流表的“－”和“0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是0.6 A，对应刻度盘上的每一小格代表 A＝0.02 A，电流表示数为17×0.02 A＝0.34 A；当使用电流表的“－”和“3”两接线柱时，对应刻度盘上的每一小格代表 A＝0.1 A，电流表示数为17.0×0.1 A＝1.70 A.
(2)电压表的较小量程为3 V，所以测量电压的最大值不得超过3 V，对应刻度盘上的每一小格表示 V＝0.1 V，电压表示数为22.0×0.1 V＝2.20 V；若使用的是较大量程时，则对应刻度盘上的每一小格表示 V＝0.5 V，电压表示数为22×0.5 V＝11.0 V.
答案：(1)0.6　0.02　0.34　0.1　1.70
(2)3　0.1　2.20　0.5　11.0
[训练1]　答案：(1)0.90 V　1.90 A
(2)10.0 V　10.5 V
(3)0.40 A　0.50 A　0.22 A　0.52 A
目标二
[例2]　解析：题图甲所示测量电路因电压表分流，使电阻测量值小于真实值，题图乙所示测量电路因电流表分压，使电阻测量值大于真实值，选项A、D正确．
答案：AD
[例3]　解析：(1)电阻的测量值R测＝，U测为真实值，而I测因电压表的分流作用比真实值偏大，所以R测比真实值偏小．
(2)由于电源电压为3 V，所以电压表选择0～3 V量程，被测金属丝的电阻约为5 Ω，流过金属丝的最大电流约为0.6 A，所以电流表选0～0.6 A量程，连线如图所示．
(3)由公式ρ＝和S＝，可得金属丝的电阻率ρ＝.
答案：(1)偏小　(2)图见解析　(3)
[训练2]　解析：
(1)由题图甲所示游标卡尺可知，其示数为0 mm＋26×0.02 mm＝0.52 mm.
(2)根据题图乙所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示．
答案：(1)0.52　(2)图见解析
[训练3]　解析：(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法．为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱，具体连线如图所示．
(2)由图可以看出，电压表的量程是0～3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0～0.6 A，所以读数是0.44 A；由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出，因此读数是1.850×10－3 m；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm.
(3)由电阻定律得
ρ＝＝＝ Ω·m≈4.4×10－5 Ω·m.
答案：
(1)图见解析
(2)2.20 V　0.44 A　30.50 cm　1.850×10－3 m
(3)4.4×10－5 Ω·m
精练　落实学科素养
1．解析：(1)由题图所示螺旋测微器可知，其示数为6 mm＋12.2×0.01 mm＝6.122 mm.
由题图所示游标卡尺可知，游标尺为20分度，精度为0.05 mm，故其示数为50 mm＋17×0.05 mm＝50.85 mm.
(2)电压表量程为3 V，由题图所示电压表可知，其分度值为0.1 V，示数为2.15 V.
(3)电流表量程为0.6 A，由题图所示表盘可知，其分度值为0.02 A，示数为0.16 A.
答案：(1)6.122(6.121～6.124)　50.85
(2)2.15(2.14～2.16)　(3)0.16
2．解析：(1)螺旋测微器的读数为d＝0.5 mm＋19.5×0.01 mm＝0.695 mm.
(2)题图乙电流表采用外接法，电流测量值偏大，故电阻测量值偏小．
(3)电压表的最小分度值为0.1 V，其读数为2.60 V；电流表的最小分度值为0.02 A，其读数为0.52 A.
答案：(1)0.695　(2)偏小　(3)2.60　0.52
3．解析：(1)螺旋测微器的读数为d＝0.5 mm＋2.6×0.01 mm＝0.526 mm；电流表的读数为I＝0.42 A；
电压表的读数为U＝2.20 V.
(2)根据题意，待测电阻阻值远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，故电路图A为应采用的最佳电路．此电路中，由于电压表的分流作用，故测量的金属丝电阻比真实值偏小．
(3)根据欧姆定律R＝，则金属丝电阻为
R＝ρ，解得ρ＝.
答案：(1)0.526(0.526～0.528均正确)　0.42　2.20　
(2)A　小　(3)
4．解析：(1)因为电源电动势为3 V，所以电压表应选A；被测电阻约为5 Ω，电路中的最大电流约为I＝0.6 A，电流表应选D；根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选E；还要选用电池组和开关，导线若干．故应选用的实验器材有A、D、E、G、H.
(2)实物连接如图所示．
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.636 mm，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V，从电流表可以读出通过电阻的电流为0.50 A，被测金属丝的阻值为Rx＝＝ Ω＝2.4 Ω.
答案：(1)ADEGH　(2)图见解析
(3)0.636(0.634～0.638均可)　2.4
5．解析：(1)①作U I图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点(左起第2个点)应舍弃；②求该直线的斜率k，则R＝k.
(2)在图像中的直线上取相距较远的两点，求出R≈229 Ω.
(3)题图甲读数l＝8 mm＋0×0.02 mm＝8.00 mm＝0.800 cm.
题图乙读数d＝1 mm＋45×0.02 mm＝1.90 mm＝0.190 cm.
(4)由R＝ρ，得ρ＝＝ Ω·m≈8×10－2 Ω·m
答案：(1)见解析　(2)229 Ω(217～237 Ω均正确)
(3)0.800　0.190
(4)8×10－2 Ω·m4．串联电路和并联电路
核心素养定位 科学思维 (1)分析得出串联和并联电路电流、电压的关系，并理解其含义，体会严谨的科学推理过程． (2)依据电流与电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的应用．
科学态度与责任 通过建立简化模型，应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理，理解理想电表是一种科学抽象的产物，进一步体会理想化模型的思想，激发求知欲．
一、串、并联电路中的电流、电压和电阻
1．电流
(1)串联电路中的电流处处________．
(2)并联电路的总电流________各支路电流之和．
2．电压
(1)串联电路两端的总电压________各部分电路两端电压之和．
(2)并联电路的总电压与各支路电压________．
3．电阻
(1)串联电路的总电阻 ________各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn．串联总电阻大于其中任何一个电阻
(2)并联电路总电阻的倒数________各支路电阻的倒数之和，即＝＋…＋．并联总电阻小于其中任何一个电阻
二、电压表和电流表的电路结构
1．小量程电流表G(表头)的三个参量
2．电表改装原理
(1)电压表改装：将表头________一个较________电阻，常被称作分压电阻，如图所示．
(2)电流表改装：将表头________一个较________电阻，常被称作分流电阻，如图所示．
【情境思考】
如图为路口交通指示灯的示意图．指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为．根据你对交通指示灯的了解，判断以下问题．
(1)红灯、黄灯、绿灯是串联的．(　　)
(2)红灯、黄灯、绿灯是并联的．(　　)
(3)红灯与黄灯并联后再与绿灯串联．(　　)
拓展 1　
[教材问题]
两个电阻串联，相当于导线长度增加，故阻值增大，R＝R1＋R2.
两个电阻并联，相当于导线的横截面积增加，故阻值减小，＝，或写为R＝.
若两个阻值相等的电阻并联，则总阻值为每个阻值的一半，即R1＝R2时，R＝.
若一个小电阻与一个大电阻并联，其并联值略小于小电阻．
拓展2　
(1)同一型号表头改装成的不同量程的电压表偏转角度相同，电压表的示数相同吗？
提示：不同电压表量程不同，故示数不同．
(2)同一型号表头改装成的不同量程的电流表偏转角度相同，电流表的示数相同吗？
提示：不同电流表量程不同，故示数不同．
拓展3　实际电表视为理想电表的条件是什么？
提示：当与表头并联的电阻远小于表头内阻，两个电阻的并联值很小，串联在电路中时，对电路中电流的影响可忽略不计，可以把电流表看作理想电表．
当与表头串联的电阻远大于表头内阻，两个电阻的串联值很大，并联在电路中时，对电路的分流可忽略不计，可以把电压表看作理想电表．
目标一　串、并联电路的规律
【导思】——————————————————○
如图所示，图甲为电阻R1、R2、R3组成的串联电路；图乙为电阻R1、R2、R3组成的并联电路．
(1)图甲中总电压U与各电阻两端电压UR1、UR2、UR3存在怎样的关系？各电阻两端电压与电阻存在怎样的关系？
(2)图乙中总电流I与各支路电流I1、I2、I3存在怎样的关系？各支路的电流与电阻存在怎样的关系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【归纳】——————————————————○
1．电压和电流的分配关系
(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，即＝＝…＝＝＝I.
(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U.
2．串、并联电路总电阻的比较
串联电路的总电阻R总 并联电路的总电阻R总
不同点 n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nR n个相同电阻R并联，总电阻R总＝
R总大于任一电阻阻值 R总小于任一电阻阻值
一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻 一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻
相同点 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小
【典例】——————————————————○
例1 三个电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝5 Ω，将它们并联后加一恒定电压U，电路如图所示．流过每个电阻的电流分别是I1、I2、I3，每个电阻两端电压分别是U1、U2、U3，则下列说法正确的是(　　)
A．I1∶I2∶I3＝5∶3∶2
B．U1∶U2∶U3＝5∶3∶2
C．若再并联一个100 Ω的电阻，则并联的总阻值增大
D．若减小R1的阻值，则电路中并联的总阻值减小
例2 如图所示电路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，电压表示数为2 V，电流表示数为0.2 A，电压表、电流表均为理想电表．
(1)求电阻R3的阻值；
(2)求A、C两端的电压值．
思维提升
解决简单混联电路的方法
(1)准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图．
(2)准确地利用串、并联电路的基本规律、特点．
(3)灵活地选用恰当的物理公式进行计算．
[训练1]　如图所示电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等，A、B的电压恒定．那么开关S接通后流过R2的电流是S接通前的(　　)
A．　　　B． C．　　　D．
目标二　电表的改装
【导思】——————————————————○
　如图所示为用相同的电流表G改装的电压表V和电流表A.
(1)小量程的电流表G(表头)的内阻、满偏电流及满偏电压分别代表什么？
(2)若用改装后的电表分别测量电压和电流时，指针偏角均为满刻度的.这两种情况下表头G两端的电压和通过的电流是否相等？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【归纳】——————————————————○
1．电压表、电流表的改装及其特点
小量程电流表G改装 成大量程电压表V 小量程电流表G 改装成大量程电流表A
电路结构
R的作用 分压 分流
扩大量程 的计算 U＝Ig(R＋Rg) R＝－Rg IgRg＝(I－Ig)R R＝Rg
电表的 总内阻 RV＝Rg＋R RA＝
使用方式 并联在被测电路中，“＋”接线柱接电势较高的一端 串联在被测支路中，电流从“＋”接线柱流入
2.电表改装问题的两点提醒
(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变．
(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的Ug与表头串联电路的总电压；改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的Ig与表头并联电路的总电流．
【典例】——————————————————○
例3 灵敏电流计(表头)是常见的电学仪器，也是科学研究中的常用器材．在如图所示的电路中，小量程电流计的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω.
(1)当S1和S2均断开时，改装成的是________表，量程是________．
(2)当S1和S2均闭合时，改装成的是________表，量程是________．
[训练2]　(多选)一电流表的量程为100 μA，内阻为100 Ω.现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表(原电流表的表盘未改动)．如果用改装后的电压表测量某一电路，电压表示数如图所示．则下列有关说法正确的是(　　)
A．该电压表的量程是0.1 V
B．该电压表的量程是1 V
C．此时的电压是0.08 V
D．此时的电压是0.80 V
[训练3]　[教材(练习与应用)T4变式]如图所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O、A两接线柱时，量程为0～3 V，当使用O、B两接线柱时，量程为0～15 V．已知电流表的内阻Rg＝500 Ω，满偏电流Ig＝100 μA.求分压电阻R1和R2的阻值．
　
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(　　)
2．[教材(练习与应用)T3变式]伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种，下列说法正确的是(　　)
A．两种接法完全等效
B．按图甲接法，测量结果偏小
C．若待测电阻的阻值很大，按图甲接法误差较小
D．若待测电阻的阻值很小，按图甲接法误差较小
3．如图所示的电路常被称为分压电路，当a、b间的电压为U时，利用它可以在c、d端获得0至U之间的任意电压．当滑动变阻器的滑片P移至中点时，Ucd等于(　　)
A．U　　B．UC．U D．0
4．(多选)如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则下列说法正确的是(　　)
A．S断开时，R1与R2的电压之比为1∶5
B．S闭合时，通过R1与R2的电流之比为2∶1
C．S闭合时，R1与R2两端的电压之比为1∶5
D．S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1
5．如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新表的接线柱．已知灵敏电流计G的满偏电流为100 μA，内阻为495.0 Ω，电阻箱读数为5.0 Ω.根据以上数据计算可知改装的电表为(　　)
A．电压表，量程为0～1 mV
B．电压表，量程为0～500 mV
C．电流表，量程为0～1 μA
D．电流表，量程为0～10 mA
6．如图是有两个量程的电压表．当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V；当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V．已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA.则电阻R1、R2的值分别为(　　)
A．9 500 Ω；90 000 Ω
B．90 000 Ω；9 500 Ω
C．9 500 Ω；9 000 Ω
D．9 000 Ω；9 500 Ω
4．串联电路和并联电路
导学　掌握必备知识
一、
1．(1)相等　(2)等于
2．(1)等于　(2)相等
3．(1)等于　(2)等于
二、
1．表头　最大刻度　满偏电流　IgRg
2．(1)串联　大　(2)并联　小
情境思考
答案：(1)×　(2)√　(3)×
共研　突破关键能力
目标一
提示：
(1)U＝UR1＋UR2＋UR3.各电阻两端电压与电阻成正比．
(2)I＝I1＋I2＋I3.各支路的电流与电阻成反比．
[例1]　解析：并联电路中，各支路电流和电阻成反比，电压相等，即U1＝U2＝U3，U1＝I1R1＝I2R2＝I3R3，可得U1∶U2∶U3＝1∶1∶1，I1∶I2∶I3＝∶∶＝15∶10∶6，A、B错误；并联电路的总电阻＝，所以再并联一个100 Ω的电阻，并联的总阻值R减小；若减小R1的阻值，则电路中并联的总阻值减小，C错误，D正确．
答案：D
[例2]　解析：(1)R2两端的电压U2＝I2·R2＝0.2 A×12 Ω＝2.4 V，通过R1的电流I＝＝＝0.4 A，R3两端的电压与R2两端的电压相同，即U3＝U2，通过R3的电流I3＝I－I2＝0.4 A－0.2 A＝0.2 A，R3的电阻为R3＝＝＝12 Ω.
(2)UAC＝U1＋U2＝2 V＋2.4 V＝4.4 V.
答案：(1)12 Ω　(2)4.4 V
[训练1]　解析：设A、B间的电压为U，每个电阻的阻值为R.S接通前，通过R2的电流I＝＝；S接通后，通过R2的电流I′＝＝＝.可得＝.
答案：B
目标二
提示：(1)内阻Rg：小量程电流表G的电阻．
满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流．
满偏电压Ug：小量程电流表G通有满偏电流时，加在它两端的电压．
(2)因为是相同的电流表改装的电压表和电流表，指针偏角相同，说明通过的电流I相同，所以表头G两端的电压(U＝IRg)也相同．
[例3]　解析：(1)由题中电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，所改装成的是电压表，最大电压为U＝Ig(Rg＋R1)＝0.001×(100＋900) V＝1 V.
(2)由电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，所改装成的是电流表，最大电流为I＝Ig＋＝(0.001＋) A＝1 A.
答案：(1)电压　1 V　(2)电流　1 A
[训练2]　解析：根据串联电路的电压特点有U＝IgR＋IgRg＝Ig(R＋Rg)＝10－4×(100＋9 900) V＝1 V，此时指针所表示的电压为0.80 V，B、D正确．
答案：BD
[训练3]　解析：在改装的电压表中，各量程达到满偏电压时，经过“表头”的电流均为满偏电流．
接O、A时，Ig＝，
即R1＝－Rg＝(－500) Ω＝2.95×104 Ω.
接O、B时，Ig＝，
即R2＝－Rg－R1＝(－500－2.95×104) Ω＝1.2×105 Ω.
答案：2.95×104 Ω　1.2×105 Ω
精练　落实学科素养
1．解析：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.故C正确，A、B、D错误．
答案：C
2．解析：甲为内接法，由于电流表的分压作用，使电阻的测量值偏大，适合R RA的情况；乙为外接法，由于电压表的分流作用，使电阻的测量值偏小，适合R RV的情况．由两种接法的特点可知，A、B、D错误，C正确．
答案：C
3．解析：由题意知，滑片P移至R的中点，变阻器下半部分电阻为，根据欧姆定律得Ucd＝·＝，故C正确．
答案：C
4．解析：设A、B间电压为U，S断开时，R1和R2串联，两端电压之比等于电阻之比，即为1∶5，R1两端的电压为，故A正确；S闭合时，R3与R2并联的阻值为5 Ω，R1与R并的电压之比为2∶5，R1两端的电压为，故C、D错误；S闭合时，通过R2与R3的电流相等，等于通过R1的电流的一半，故B正确．
答案：AB
5．解析：灵敏电流计与电阻箱并联，改装后的电表为电流表．满偏时，M、N两端电压为U＝IgRg＝100×10－6×495.0 V＝0.049 5 V＝49.5 mV，流过电阻箱的电流为IR＝＝ A＝0.009 9 A＝9.9 mA，故改装后电流表的满偏电流I＝Ig＋IR＝(9.9＋0.1) mA＝10 mA.
答案：D
6．解析：由图示电路图可知
Ig(Rg＋R1)＝10 V，Ig(Rg＋R1＋R2)＝100 V，
代入数据解得R1＝9 500 Ω，R2＝90 000 Ω
故选A.
答案：A5．实验：练习使用多用电表
核心素养定位 物理观念 (1)通过观察，了解多用电表的表盘及测量功能，会根据需要正确选择测量挡位． (2)了解数字式多用电表的特点．
科学探究 通过实验操作，学会使用多用电表测量电压、电流和电阻．通过测量晶体二极管正、反向电阻，了解晶体二极管的单向导电性．在实验中培养规范操作的习惯．
一、认识多用电表
1．多用电表的形状如图所示．
2．外部构造
构造 作用
表盘的上 部为表头 用来表示电流、电压和电阻的多种量程．
指针定位 螺丝 使指针指在左侧的零刻度线上．
欧姆调零 旋钮 在多用电表当做欧姆表使用时，将红、黑表笔直接相接(短接)，调整指针使之指在欧姆表的零刻线．欧姆档每次换挡后都要调零．
选择开关 它的作用是选择测量项目和量程，它带有箭头，箭头所指表明该表的作用和量程．转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等．
红黑表笔 如果是电压、电流挡，就是红表笔接正极，黑表笔接负极；如果是电阻挡，那就是黑表笔相当于电池正极，红表笔相当于电池负极．
二、使用多用电表
1．测量小灯泡的电压
(1)选择____________挡合适的量程，并将____________旋至相应位置．
(2)将多用电表________在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应该比黑表笔高．
(3)根据表盘上的直流电压________读出电压值，读数时注意____________所表示的电压值．
2．测量通过小灯泡的电流
(1)选择____________挡合适的量程，注意选择大于通过小灯泡电流估计值的量程．
(2)将被测电路导线拆开一端，把多用电表________在电路中，注意电流应该从________流入多用电表．
(3)读数时，要认清刻度盘上的____________．
3．测量电阻
(1)将选择开关扳到________挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，________连接表内电源的正极．
(2)选好量程后，先调零，然后测量电阻值为读数乘________．
(3)测量完毕，应把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡．
注意：用多用电表测电压、电流及电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表．
4.二极管的特点及其电阻测量
(1)晶体二极管是由________材料制成的，它有两个极，一个叫正极，一个叫负极，它的符号如图甲所示．
(2)晶体二极管具有____________性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻________，电路导通，如图乙所示．
(3)当给二极管加反向电压时，它的电阻________，电路截止，如图丙所示．
5．数字式多用电表
如图所示，数字式多用电表的测量值以________形式直接显示，使用方便．数字式多用电表内都装有____________，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时除可测电压、电流和电阻外还可测量其他多种物理量．
目标一　用多用电表测电压、电流和电阻
【归纳】——————————————————○
1．多用电表测电压、电流和电阻的注意事项
(1)使用前要机械调零．
(2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出．
(3)测电阻时的几点注意
①测电阻必须把待测电阻隔离．
②牢记两个调零过程，切记换挡需进行欧姆调零．
③合理选择量程，使指针尽可能指在中值电阻附近．
④读数时应乘相应的倍率．
⑤欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读．
2．多用电表的读数
(1)读数时要注意读表盘上的哪条刻度线：欧姆挡刻度不均匀，读最上一排刻度线；直流电流、直流电压刻度均匀，读中间刻度线．
(2)电压挡、电流挡的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少及应读到的有效数字位数.
【典例】——————————————————○
例1 某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为0～10 V)的内阻(大约几十千欧)，该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30.
(1)欧姆挡的选择开关拨至________(选填“×1 k”或“×100”)挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用上图中________(选填“A”或“B”)方式连接．
(2)如图甲所示，该同学读出多用电表的读数为________ Ω；如图乙所示，电压表的读数为________ V．
例2 在练习使用多用电表的实验中：
(1)某同学连接的电路如图所示．
①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；
②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的阻值；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压．
(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若________．
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．测量时发现指针向左偏离中央刻度过大，则必须增大倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω
[训练1]　图甲中A、B、C是多用电表在进行不同测量时选择开关分别指示的位置，图乙是多用电表指针在测量时的偏转位置．
(1)选择开关在A位置时，多用电表用作________表，若用此挡测量，指针位置如图乙所示，则读数是________；
(2)选择开关在B位置时，多用电表用作________表，若用此挡测量，指针位置如图乙所示，则读数是________；
(3)选择开关在C位置时，多用电表用作________表，若用此挡测量，指针位置如图乙所示，则读数是________．
[训练2]　某同学在练习使用多用电表．
(1)使用多用电表测量电阻时，他的操作过程如下．
①将红、黑表笔分别插入多用电表“＋”“－”插孔，选择开关旋至电阻“×100”挡；
②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零；
③将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，此时多用电表指针偏转太大(以电阻无穷大处为起点)，将选择开关旋至电阻________(选填“×10”或“×1 k”)挡．将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指零，然后将红、黑表笔分别与电阻的两端相连，指针偏转如图甲所示，读出电阻的阻值为________ Ω；
④将选择开关旋至“OFF”挡，取出红、黑表笔．
(2)如图乙所示，该同学利用多用电表测定某电阻两端的电压，将选择开关选择直流电压挡合适位置后，应将黑表笔与________ (选填“A”或“B”)端接触．
目标二　用多用电表测二极管的正、反向电阻
【归纳】——————————————————○
1．认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为正极，右端为负极．
特点：电流从正极流入时电阻很小，而从正极流出时电阻很大．
2．多用电表测二极管的正、反向电阻
(1)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡，两表笔短接进行欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极．
(2)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡，两表笔短接进行欧姆调零后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极．
【典例】——————————————————○
例3 用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点，在生产与生活中得到广泛应用．发光二极管具有单向导电性，正、反向电阻相差较大．
(1)某同学先用如图甲所示的多用电表来判断发光二极管的正负极，下列操作正确的是________．
A．测量前应旋动部件T，使指针对准电流的“0”刻线
B．测量电阻时，将K旋转到电阻挡的适当位置，然后将两表笔短接时，旋动部件S，使指针对准电阻的“0”刻线
C．为了使表笔与二极管两端接触良好，应采用如图乙所示的操作，用手指将两表笔与待测电阻的两端压紧进行测量
D．测量时，若发现指针偏转角度过小(此时旋钮K指在“×100”)，为了得到比较准确的测量结果，将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
(2)该同学使用多用电表欧姆挡的“×100”挡来测量二极管的正反向电阻，将红、黑表笔分别与二极管“长脚”和“短脚”接触时，发现指针几乎不动．调换接触脚后，指针偏转情况如图丙所示，由图可读出此时二极管的正向阻值为________ Ω.
(3)该同学设计了如图丁所示的电路测量发光二极管的正向电阻，则发光二极管的“短脚”应与图丁中________(选填“a”或“b”)端连接．
(4)按图丁的电路图将图戊中的实物连线补充完整．该同学在开关闭合之前，应将滑动变阻器的滑片滑至________端(选填“c”或“d”)．
[训练3]　某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻．完成下列测量步骤．
(1)检查多用电表的机械零点．
(2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上．
(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．
(4)测正向电阻时，将________(选填“红”或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极．
(5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量．
(6)最后应将选择开关拨向________位置．
(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是________.
目标三　用多用电表检测电路故障
【归纳】——————————————————○
1．电路中断路与短路的故障
(1)断路特点：电路中发生断路时，电源电压不为零，而电流为零；如果断路出现在干路中，则断路处两端点间的电压等于电源电压．
(2)短路特点：电路中的某部分发生短路时，表现为有电流通过电路而该部分电路两端电压为零．
2．电压表检测法
若电路断路，将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好，然后将电压表逐段与电路并联，若某一段电压表指针偏转，说明该段电路中有断点．若电路短路，则用电压表逐段与电路并联，某一段电压表示数为零，则该段电路被短路．
3．欧姆表检测法
断开电路，用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明两点间正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分指针几乎不动，说明该部分断路．
【典例】——————————————————○
例4 在如图甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V　0.3 A”．合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B灯都不亮．
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障．
①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示)．
A．0～2.5 V B．0～10 V
C．0～50 V D．0～250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是________．
A．A灯丝断开 B．B灯丝断开
C．d、e间连线断开 D．B灯被短路
(2)接着练习使用多用电表的电阻“×1”挡测电阻，经过了“欧姆调零”．
①测试前，一定要将电路中的开关S ________．
②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为________ Ω，此时测量的是________间电阻．根据小灯泡的规格计算出的电阻为________ Ω.
[训练4]　一同学在某次实验中，通过导线把完好的电流表、滑动变阻器、电阻Rx、开关及三节干电池连成如图甲所示的电路．他共用了5根导线，分别为导线ab、cd、ef、gh和ij，由于混进了一根内部断开的导线，当合上开关S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表读数均为零．
(1)若用多用电表的直流电压挡进行检查，合上开关S，那么选择开关最好置于________挡．
A．1 V　　B．5 V C．25 V　 D．250 V
(2)接下来在测量gh间的直流电压时，红表笔应接________端．若测量结果如图乙所示，则gh间直流电压是________ V，其他四根导线两端的电压测量值为零，可以断定导线________内部断开．
(3)若改用多用电表的欧姆挡进行检查，请写出操作步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
1．[2023·山东泰安月考](多选)关于多用电表的使用，下列操作正确的是(　　)
A．测电压时，应按图甲连接方式测量
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，应按图丙连接方式测量
D．测二极管的正向电阻时，应按图丁连接方式测量
2．(多选)下列关于欧姆表的使用和操作正确的是(　　)
A．欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，为了把电阻测得更准一些，应换用“×1”挡，重新调零后再测量
B.用多用电表测量电阻R时，若红表笔插入正(＋)孔，则电流从红表笔流入
C．若操作步骤规范，欧姆挡及指针位置如图甲、乙所示，则测量阻值为160 Ω
D．若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图丙所示，由图丙可知该二极管的正极为A端
3.(多选)在如图所示的电路中，闭合开关时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的．在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路进行检查并做出了判断(如下表所示)．
次序 操作步骤 现象和结论
1 闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转、灯断路；指针不偏转，灯短路
2 闭合开关，选直流电流挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯短路；指针不偏转，灯断路
3 闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路
4 断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转很大，灯短路
以上操作和判断正确的是(　　)
A.1　　　B．2 C．3　　　D．4
4．实验小组在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，使用多用电表测量小灯泡两端的电压，选择开关指示如图甲所示，电表表盘指针如图乙所示．
(1)实验时，下列操作中，正确的是________．
A.断开电路，电表并联在小灯泡两端
B.断开电路，电表串联在小灯泡两端
C.闭合电路，电表并联在小灯泡两端
D.闭合电路，电表串联在小灯泡两端
(2)若操作正确，多用电表读数应该是________．
A．1.35 V B．1.70 VC.22 V D．270 V
5．某同学想通过多用电表的欧姆挡测量量程为0～3 V的电压表内阻(如图)，主要步骤如下：
(1)把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；
(2)把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；
(3)把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相接，发现这时指针偏转角度很小；
(4)换用“________”(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转角适中，记下电阻数值；
(5)把选择开关调至________，然后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．
6．某学生实验小组利用图甲所示电路进行一些实验操作，所用的器材有多用电表、电压表(量程5 V)、滑动变阻器、导线若干．回答下列问题．
(1)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端；
(2)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使用多用电表欧姆“×1 k”挡，正确测量时的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示，多用电表和电压表的示数分别为________ kΩ和________ V．
7．在练习使用多用电表的实验中，某同学连接的电路如图所示．
(1)若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，闭合开关S，此时测得的是通过________的电流；
(2)若断开电路中的开关S，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的电阻；
(3)若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关S，此时测得的是________两端的电压．
8．甲同学为了测量某个元件的电阻，进行了如下实验．
(1)先用多用电表粗测阻值，进行了如图甲所示A、B、C、D四个操作，则正确的操作顺序是________；其中步骤B的指针指在如图乙所示的刻度处，该电阻的阻值为________ Ω.
(2)为了进一步精确测量该元件的电阻，甲同学设计了如图丙所示电路，所用实验器材如下：
A.待测电阻Rx
B.灵敏电流计G
C.定值电阻R0
D.粗细均匀的电阻丝AB(总长为L)
E.滑动变阻器R
F.线夹、电源、开关以及导线若干
G.电源(电动势为3 V)
①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于________(选填“a”或“b”)端．
②闭合开关S后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度为x，则Rx的阻值计算式为Rx＝________(用R0、L、x表示)，灵敏电流计G的内阻对实验结果________(选填“有”或“没有”)影响．
5．实验：练习使用多用电表
导学　掌握必备知识
二、
1．(1)直流电压　选择开关　(2)并联　(3)刻度　最小刻度
2．(1)直流电流　(2)串联　红表笔　(3)最小刻度
3．(1)欧姆　黑表笔　(2)倍率
4．(1)半导体　(2)单向导电　很小　(3)很大
5．数字　电子电路
共研　突破关键能力
目标一
[例1]　解析：(1)电压表的内阻(大约几十千欧)，用多用电表的欧姆挡测电阻时，应让指针指在中间刻度附近，因而应选“×1 k”挡．多用电表与电压表构成一闭合回路，电流从多用电表的黑表笔流出，进入电压表的正接线柱，然后从电压表的负接线柱流出，通过红表笔进入多用电表，A正确；(2)题图甲中多用电表的读数为40×1 kΩ＝40 kΩ＝4×104 Ω.题图乙中电压表的读数为5.0×1 V＝5.0 V.
答案：(1)×1 k　A　(2)4×104　5.0
[例2]　解析：(1)①当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时，电流表与R1串联，此时电流表测得的是通过R1的电流．
②切断电路，选择开关尖端对准欧姆挡时，测得的是R1和R2的串联总电阻．
③选择开关尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，电阻R1被短路，此时多用电表示数等于电阻R2两端的电压．
(2)双手捏住两表笔金属杆时，测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值，应偏小，A错误；测量时指针若向左偏离中央刻度过大，即偏转角过小，应增大倍率，B正确；选择开关对应“×10”倍率，指针位于20与30正中间时，测量值应小于250 Ω，C错误．
答案：(1)①R1　②R1和R2串联　③R2　(2)B
[训练1]　解析：(1)选择开关指在A位置“×1 k”欧姆挡时，用作欧姆表，读数为15×1 kΩ＝15 kΩ.(2)选择开关指在B位置10 mA直流电流挡时，用作电流表，每小格表示0.2 mA，读数为5.0 mA.(3)选择开关指在C位置50 V直流电压挡时，用作电压表，每小格表示1 V，读数为25.0 V.
答案：(1)欧姆　15 kΩ　(2)电流　5.0 mA
(3)电压　25.0 V
[训练2]　解析：(1)“×100”挡指针偏转太大，说明电阻较小，需要换一个低倍率的挡位，用“×10”挡．读数时用表盘的读数乘选择的倍率．(2)电流方向为红表笔流入，黑表笔流出，黑表笔与B连接．
答案：(1)×10　180　(2)B
目标二
[例3]　解析：(1)测量前应旋动部件S，使指针对准电流的“0”刻线，A错误；测量电阻时，将K旋转到电阻挡的适当位置，然后将两表笔短接时，旋动部件T，使指针对准电阻的“0”刻线，B错误；测量时，人手不应该与二极管的金属部分接触，C错误；测量时，若发现指针偏转角度过小(此时旋钮K指在“×100”)，为了得到比较准确的测量结果，将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置，D正确．(2)此时二极管的正向阻值为13×100 Ω＝1 300 Ω.(3)二极管的“长脚”为正极，故发光二极管的“短脚”应与图中a端连接．
(4)电路连线如图；在开关闭合之前，应将滑动变阻器的滑片滑至c端．
答案：(1)D　(2)1 300　(3)a　(4)图见解析　c
[训练3]　解析： (4)黑表笔内部接电源的正极，则测二极管正向电阻时，将黑表笔接二极管正极，将红表笔接二极管负极．(5)测量发现指针偏角过大，说明倍率挡选择过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后，再次测量．(6)最后应将选择开关拨向OFF挡或者交流电压最高挡位置．(7)以上实验过程，缺少的实验步骤是换挡后，必须重新进行欧姆调零．
答案：(4)黑　(5)×1　(6)OFF挡或者交流电压最高挡　(7)换挡后，必须重新进行欧姆调零
目标三
[例4]　解析：(1)①由于4节干电池串联后电动势为6 V，量程应选0～10 V，B正确．②灯泡不亮，说明电路断路或短路．c、d间电压接近电源电动势，说明有电流通过电表，c、d间以外其他部分电路接通，e、f间电压为0，说明c、d间灯泡断路，A正确．(2)①使用多用电表欧姆挡时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”．②电表读数应该为6.0 Ω.由于A灯泡断路，电阻无穷大，而电表示数为6.0 Ω，说明测量的应是e、f间电阻．由R＝可求得电阻为12.7 Ω.
答案：(1)①B　②A　(2)①断开　②6.0　e、f　12.7
[训练4]　解析：(1)因三节干电池的电动势之和为4.5 V，则选择开关最好置于5 V挡，B正确．(2)电流由红表笔流入，则红表笔接g端，题图乙的示数为4.50 V，电压表有示数，可知与电压表串联的电路是通路，则导线gh内部断开．(3)用多用电表欧姆挡检测电路故障的步骤：①选择“×1 ”挡，进行欧姆调零；②断开开关；③依次测量每段导线的电阻；④指针无偏转的为断开的导线．
答案：(1)B　(2)g　4.50　gh　(3)见解析
精练　落实学科素养
1．解析：电流应从多用电表的红表笔流入，从黑表笔流出，所以使用多用电表测电压和电流时，红表笔应接电源正极，A错误，B正确；测电阻时应将待测电阻与外电路断开，C错误；测二极管的正向电阻时，黑表笔应接二极管正极，D正确．
答案：BD
2．解析：欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，说明所选的倍率挡较小，则为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量，A错误；用多用电表测量电阻R时，黑表笔接内部电源的正极，若红表笔插入正(＋)孔，则电流从红表笔流入，B正确；若操作步骤规范，欧姆挡及指针位置如题图甲、乙所示，倍率挡为“×10”挡，则测量阻值为16×10 Ω＝160 Ω，C正确；若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如题图丙所示，由题图丙可知左图中电阻较大，所测的为二极管的反向电阻；右图中电阻较小，测的是正向电阻，则该二极管的正极为A端，D正确．
答案：BCD
3．解析：选直流电压挡时，闭合开关，使红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点间有电压，即a、b之间有断路而其他地方完好；若不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确．选直流电流挡时，由于电流表内阻很小，若灯发生断路故障，接入电流表时，电路中电流可能较大，因此可能烧坏电流表或电源，故一般不选用电流挡进行故障检测，即使电流不超量程，也应该是“指针偏转，灯断路，指针不偏转，灯短路”，2错误．选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故3是错误的．而4显然正确．故A、D 正确．
答案：AD
4．解析：(1)用多用电表测量小灯泡两端电压时，应使多用电表并联在闭合电路中，故C正确．(2)根据题图甲知选择开关对应的多用电表量程为2.5 V，结合题图乙知精确度为0.05 V，则读数为1.35 V，所以选A.
答案：(1)C　(2)A
5．解析：(3)多用电表内置电源负极与红表笔相连，应把红表笔与待测电压表负接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相接．(4)指针偏转角很小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用“×1 k”欧姆挡重新调零后测量．(5)把选择开关调至OFF挡或交流电压最高挡，然后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．
答案：(3)负　(4)×1 k　(5)OFF挡或交流电压最高挡
6．解析：(1)电源内部接法为红负黑正，电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接触2，黑表笔接触1.
(2)欧姆表读数＝倍率×表盘读数＝1 k×15.0 Ω＝15.0 kΩ；电压表最小分度值为0.1 V，故读数为3.50 V.
答案：(1)2　(2)15.0　3.50
7．解析：(1)当多用电表的选择开关尖端对准直流电流挡时，闭合开关S，多用电表与R1串联，此时测得的是通过R1的电流．
(2)断开开关S，当选择开关尖端对准欧姆挡时，多用电表与R1、R2串联，测得的是R1和R2串联的总电阻．
(3)当多用电表的选择开关尖端对准直流电压挡时，闭合开关，此时R1不工作，相当于导线，多用电表与R2并联，测的是电阻R2两端的电压，也等于电源的路端电压．
答案：(1)R1　(2)R1和R2串联　(3)R2(或电源)
8．解析：(1)机械调零，用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处；指针调零，两个表笔短接，调整调零旋钮，让指针指在零的位置；连接待测电阻测量，表盘电阻的读数，乘以挡位开关倍数，乘积为电阻值；测完后万用表挡位调到交流电压的最高档或断开档．故正确的顺序是CDBA.
该电阻的阻值为5×10 Ω＝50 Ω.
(2)①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端．
②灵敏电流计G示数为零，说明Rx分压与AP2段电阻丝分压相等，则＝＝，得Rx＝.
由表达式知，灵敏电流计G的内阻对实验结果没有影响．
答案：(1)CDBA　50　(2)①a　②　没有第十一章核心素养综合评价
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．)
1．关于电流，下列说法中正确的是(　　)
A．导体中的电流越大，表示通过其横截面的电荷量越多
B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流就越小
C．通电时间越短，电流越大
D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流越大
2．关于材料的电阻率，下列说法正确的是(　　)
A．电阻率ρ的单位是Ω
B．金属材料的电阻率随温度的升高而增大
C．把一根长导线截成等长的三段，则每段导线的电阻率都是原来的
D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的材料导电性能越好
3．如图所示电路，电压保持不变，当开关S断开时，电流表的示数为0.6A，当S闭合时，电流表的示数为0.9A．则两电阻阻值之比R1∶R2为(　　)
A．1∶2B．2∶1
C．2∶3D．3∶2
4．如图所示，在“探究金属导线电阻与其影响因素的定量关系”的实验中，下列说法正确的是(　　)
A．电表应始终选用最大的量程
B．闭合开关时，滑动变阻器的滑片可以在任意位置
C．两电表采用如图接法的原因是金属导线的阻值较小
D．读电流表示数时，任何情况下都不需要估读
5．对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R
B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为R
C．给金属丝加上的电压逐渐从零开始增大，比值变大
D．金属材料的电阻率随温度的升高而减小
6.
如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是(　　)
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A
7．某种金属导体的U I图像如图所示，图像上A点和原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角．关于该导体的叙述，下列说法中正确的是(　　)
A．导体的电功率随电压U的增大而增大
B．导体的电功率与电压U的平方成正比
C．在A点，导体的电阻为tanβ
D．在A点，导体的电阻为tanα
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)
8．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的．已知灵敏电流表的满偏电流Ig＝2mA，内电阻Rg＝300Ω，则下列说法正确的是(　　)
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．乙表是电压表，R增大时量程增大
C．在图甲中，若改装成的电流表的量程为0.6A，则R＝0.5Ω
D．在图乙中，若改装成的电压表的量程为3V，则R＝1200Ω
9.
某同学做研究串联电路特点的实验时，接成如图所示的电路，闭合S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零．故障的原因可能是(　　)
A．AB段断路　B．BC段断路
C．AB段短路　D．BC段短路
10．一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝1Ω，R2＝12Ω，R3＝4Ω，另有一测试电源，电源提供的电压为10V，内阻忽略不计．则(　　)
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是4Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是4Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为8V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为8V
三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
11．(6分)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和图乙所示．该工件的直径为________cm，高度为________mm.
12．(10分)如图所示为指针式多用电表，现用此电表测量一定值电阻．
(1)多用电表指针示数和挡位选择如图所示，则该电阻的阻值为________Ω.
(2)欧姆调零后，用“×10”挡测量另一电阻的阻值，发现指针偏转角度很大，则下列说法或做法中正确的是________．(多选)
A．该电阻的阻值较小
B．该电阻的阻值较大
C．为测得更准确些，应当换用“×1”挡，重新欧姆调零后进行测量
D．为测得更准确些，应当换用“×100”挡，重新欧姆调零后进行测量
(3)如图所示，关于多用电表的使用，下列说法正确的有________.
A．图甲是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压表笔接法正确
B．图乙是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，表笔接法正确
C．图丙是用多用电表欧姆挡测量二极管的反向电阻
D．图丁是用多用电表欧姆挡测量二极管的反向电阻
13．(8分)在练习使用多用电表实验中，某同学使用多用电表来测量螺口型白炽灯的灯丝电阻，灯泡标有“220V　100W”字样，关于该实验回答以下问题．
(1)以下测量方式正确的是________．
(2)该同学采用“×10Ω”挡进行测量，则实际的测量结果是图中________(选填“A”“B”或“C”)位置．
(3)为了用多用电表测得比较准确的灯丝阻值，还需要进行的操作步骤顺序是________．
A将选择开关置于“×100Ω”挡
B．将选择开关置于“×1Ω”挡
C．调节调零旋钮使指针指左侧零刻度
D．调节调零旋钮使指针指右侧零刻度
E．将选择开关置于“OFF”或直流电压500V挡
F．将选择开关置于“OFF”或交流电压500V挡
G．将红黑表笔短接
H．测量电阻
14．(10分)某同学组装一个多用电表．可选用的器材有微安表头(量程100μA，内阻900Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99999.9Ω)；导线若干．
要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡．
回答下列问题．
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．
(2)电阻箱的阻值应取R1＝____________Ω，R2＝________Ω.
15．(20分)小张同学想要探究离子浓度对饮用水电导率的影响，其中某组实验的操作如下：取100mL饮用水加入适量的食盐，搅拌溶解得到未饱和食盐溶液，为了方便测量溶液的电阻，取部分溶液装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示．
(1)小张同学先用多用电表粗测其电阻，将选择开关置于欧姆“×100”挡位置，在欧姆调零后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.
(2)小张同学想进一步精确测量其电阻，实验室能提供以下器材．
A．干电池两节(每节干电池电动势约为1.5V，内阻可忽略)
B．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻约为0.7Ω)
C.电流表A2(量程为0～3A，内阻约为0.5Ω)
D．灵敏电流表G(量程为0～0.5mA，内阻等于100Ω)
E．电压表V1(量程为0～3V，内阻约为4kΩ)
F．电压表V2(量程为0～15V，内阻约为7kΩ)
G．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
H．电阻箱R2(最大阻值为9999.9Ω)
I．开关一个、导线若干
为了完成测量，除干电池、开关、导线和滑动变阻器R1外，还应选择的恰当的器材是________(填写器材前面的字母).小张同学已经完成了部分电路设计，如图丙所示，请完成剩余电路图，要求电表读数均能大于量程的 (在图中标上必要的电学符号，待测电阻用R表示).
(3)小张同学想测量塑料圆柱形容器的内径，他应该选择下列哪种测量仪器________．
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．弹簧秤
D．游标卡尺
第十一章核心素养综合评价
1．解析：根据电流的定义式I＝，即电流等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，与通电的时间无关，A、B、C错误，D正确．
答案：D
2．解析：根据电阻率ρ＝知，电阻率ρ的单位是Ω·m，A错误；金属材料的电阻率随温度的升高而增大，B正确；电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，C错误；电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的材料导电性能越差，D错误．
答案：B
3．解析：当开关S断开时0.6＝，当S闭合时0.9＝解得＝，故选A.
答案：A
4．解析：电表的选用应该根据电路中待测电阻的实际来进行量程的选择，A错误；开关闭合时，滑动变阻器的滑片应该在最大阻值处，以保护电路，B错误；两电表采用如题图接法的原因是金属导线的阻值较小，分流不明显，C正确；读电流表示数时，有时需要进行估读，D错误．
答案：C
5．解析：常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，横截面积减小为原来的0.1，电阻率不变，根据电阻定律，电阻增大为100倍，故A错误；常温下，若将金属丝从中点对折起来，长度变为一半，横截面积变为2倍，故电阻变为，故B错误；给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，根据图线与原点连线的斜率可知金属丝的电阻值变大，所以比值变大，故C正确；给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，金属丝的电阻值变大，由于截面积和长度均不变，根据电阻定律可得金属丝的电阻率会变大，所以金属材料的电阻率随温度的升高而增大，故D错误．
答案：C
6．解析：将接线柱1、2接入电路时，R1的阻值等于电流表内阻的，通过电流表的电流为通过R1的，接线柱1、2间流过的电流为电流表示数的3倍，每一小格表示0.06A，A、B错误；将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R1并联，再与R2串联，而串联对电流没影响，故每一小格仍表示0.06A，C正确，D错误．
答案：C
7．解析：由图像知，U增大，电流I也增大，该导体的电功率在数值上等于横、纵坐标的乘积，则电功率增大，A正确；
由欧姆定律知，导体的电阻R＝，由于随着U增大，I增大得越来越慢，故导体的电阻R随U的增大而增大，由P＝知导体的电功率与电压U的平方不成正比，B错误；在物理图像中，图线的倾角与标度的选取有关，不能用倾角的正切求电阻，C、D错误．
答案：A
8．解析：甲由一个灵敏电流表G和R并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表．电流表的量程I＝Ig＋，可知当R减小时量程I增大，故A错误；乙由一个灵敏电流表G和R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表．电压表的量程U＝Ig(Rg＋R)，可知R增大时量程增大，故B正确；由I＝Ig＋知，在题图甲中，若改装成的电流表的量程为0.6A，则R＝1.003Ω，C错误；由U＝Ig(Rg＋R)知，在题图乙中，若改装成的电压表的量程为3V，则R＝1200Ω，D正确．
答案：BD
9．解析：由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通．若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好．又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路或BC段短路，也有可能出现两者同时发生的情况，故选A、D.
答案：AD
10．解析：当cd端短路时，ab间电路的结构是电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为R＝＋R1＝Ω＋1Ω＝4Ω，故A正确；当ab端短路时，cd之间电路结构是电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为R＝＋R2＝Ω＋12Ω＝12.8Ω，故B错误；当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10V＝8V，故C正确；当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10V＝2.5V，故D错误．
答案：AC
11．解析：游标卡尺的主尺读数为4.2cm，游标尺上第4条刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为4×0.05mm＝0.20mm＝0.020cm.所以最终读数为4.2cm＋0.020cm＝4.220cm.螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为35.0×0.01mm＝0.350mm，所以最终读数为1.5mm＋0.350mm＝1.850mm.
答案：4.220　1.850
12．解析：(1)电阻R＝15×100Ω＝1500Ω.(2)题目中指针偏转角度过大，说明电阻较小，所选倍率较大，要使指针指到中央刻度附近，应减小倍率，重新欧姆调零后，再测量，故选项A、C正确．(3)A错：甲图是用直流电压挡测电压，但电流从红表笔流出，红、黑表笔接反了．B对：乙图是用直流电流挡测电流，应将电表串联，电流从红表笔流进电表．D对，C错：丙图是用欧姆挡测二极管的正向电阻，丁图是测反向电阻．
答案：(1)1500　(2)AC　(3)BD
13．解析：(1)灯泡底部和周围金属部分与内部灯丝相连，故为了测量灯丝的电阻，应将红黑表笔分别接金属外壳和底部，故应选用A接法进行测量．(2)灯泡正常发光时的电阻约为R＝Ω＝484Ω，在常温下，灯泡电阻较小，约为正常发光时的十分之一；故若选用“×10Ω”挡进行测量，则指针应指在4.8Ω附近处，故测量结果为题图中的C处．(3)由(2)的解答可知，指针偏角过大，故应换用“×1Ω”挡位进行测量，换挡后需要调零，先将红黑表笔短接，调节调零旋钮使指针指右侧零刻度处；然后才能测量电阻，测量完成后，将开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡处，故顺序为BGDHF.
答案：(1)A　(2)C　(3)BGDHF
14.
解析：(1)电路图如图所示．
(2)将量程为100μA的微安表头改装成量程为1mA的直流电流表，应并联一个分流电阻，分流电阻的阻值为＝100Ω；再串联一分压电阻可改装成量程为3V的电压表，分压电阻的阻值为＝Ω＝2910Ω.
答案：(1)图见解析
(2)100　2910
15．解析：(1)根据题图乙可知，该电阻的阻值为
R＝19.0×100Ω＝1900Ω.
(2)两节干电池的电动势约为3V，待测电阻约为1900Ω，故通过电阻的最大电流约为1.6mA，为了满足电表读数均能大于量程的的要求，提出以下两个方案．
方案一：伏安法测电阻，电压表应选E，三个电流表均不符合要求，则应将灵敏电流计改装成符合要求的电流表，则还要选D灵敏电流计和H电阻箱，故选DEH.
方案二：利用等效法测电阻，把待测电阻和电阻箱并联，两支路均接一开关控制，为了符合要求应把灵敏电流计接入并联后电路，故选DH.
根据上述分析，在图丙中完成剩余电路图，如图所示
(3)要想准确测量塑料圆柱形容器的内径，需要用游标卡尺，故D正确．
答案：(1)1900　(2)方案一：DEH　方案二：DH　图见解析　(3)D第十一章综合提升
知识网络构建
　核心素养提升
情境1　伏安法测电阻——科学探究
1．两种接法的比较
内接法 外接法
电路
误差分析 电压表示数： UV＝UR＋UA＞UR 电流表示数：IA＝IR　 R测＝＞＝R真 电压表示数：UV＝UR 电流表示数： IA＝IR＋IV＞IR　 R测＝＜＝R真
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
适用情况 测大电阻 测小电阻
2.电流表内、外接的选择方法
(1)直接比较法：当Rx RA时，采用内接法，当Rx RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”．
(2)公式计算法：大内大，小外小，即待测电阻大，用内接法，测量值偏大；待测电阻小，用外接法，测量值偏小．
当＜即Rx＞时，用电流表内接法，当＞即Rx＜时，用电流表外接法，当Rx＝时，两种接法效果相同．
(3)
试触法：如图，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化．若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法；若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法．
例1 某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值．
(1)现有电源(4 V)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：
A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω)
B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)
D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)，实验电路应采用图1中的________(选填“甲”或“乙”)．
(2)图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线．
(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次两电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx＝________ Ω(保留2位有效数字)．
(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________________________________________________________________________；
若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(均选填选项前的字母)．
A．电流表测量值小于流经Rx的电流值
B．电流表测量值大于流经Rx的电流值
C．电压表测量值小于Rx两端的电压值
D．电压表测量值大于Rx两端的电压值
情境2　替代法测电阻——科学探究
实验原理：如图所示，闭合S1，S2接a，调节R′，使电流表A的示数为I；S2接b，保持R′不变，调节R使电流表A的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值R0，则待测电阻Rx＝R0.
例2同学用如图甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻．
(1)请在图乙中将实物连线补充完整；
(2)闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0；然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0.若此时电阻箱阻值R2＝200 Ω，则灵敏电流计G的内阻Rg＝________ Ω.
例3了测定电流表A1的内阻，采用如图甲所示电路．其中A1是待测电流表，量程为0～300 μA，内阻约为100 Ω；A2是标准电流表，量程是0～200 μA；R1是电阻箱，阻值范围0～999.9 Ω；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电压为4 V的电池组；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．
(1)根据电路图，请在实物图乙中画出连线，将器材连接成实验电路．
(2)连接好电路，首先将开关S2扳到a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150 μA；然后将开关S2扳到b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2的读数仍是150 μA.若此时电阻箱各旋钮的位置如图丙所示，则电阻箱R1的阻值是________ Ω，待测电流表A1的内阻Rg＝________ Ω.
情境3　半偏法测电表内阻——科学探究
1．“半偏法”测电流表的内阻
实验电路如图所示．
(1)闭合开关S1前，将滑动变阻器R1、电阻箱R2的阻值调到最大；
(2)闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏；
(3)再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱R2的阻值，使电流表A的指针半偏；
(4)读取电阻箱的阻值R2，则RA＝R2.
注意：R1接入阻值越大，误差越小，故R1应选择总阻值较大的．
2．“半偏法”测电压表的内阻
实验电路如图所示．
(1)闭合开关S之前，电阻箱R的阻值调到零，滑动变阻器R′的滑片P滑到左端；
(2)闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表的指针满偏；
(3)保持滑动变阻器滑片位置不变，再调节电阻箱的阻值，使电压表的指针半偏；
(4)读取电阻箱的阻值R，则有RV＝R.
注意：R′应选总阻值较小的，有利于减小实验误差．
例4学习兴趣小组欲采用如图所示电路测量电压表的内阻RV，待测电压表的量程为1 V，内阻约为1 000 Ω.
(1)在备选的甲、乙两个滑动变阻器的铭牌上分别标有“200 Ω　1 A”“10 Ω　2 A”，为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器R1应选用________(选填“甲”或“乙”)．
(2)同学们的实验步骤如下，请将步骤Ⅰ补充完整．
Ⅰ.正确连接好电路后，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到________(选填“最左端”或“最右端”)．
Ⅱ.闭合开关S1和S2，调节R1，使电压表指针指到1 V刻度处．
Ⅲ.保持S1闭合、滑动变阻器R1的滑片位置不变．断开S2，调整电阻箱R2的阻值，使电压表的指针指到0.5 V刻度处，此时电阻箱R2的示数为990 Ω.
(3)该电压表内阻的测量值为________ Ω.
例5 理兴趣小组要将一个内阻未知的电流表改装成量程为3 V的电压表，为此它们用如图所示电路测定该电流表的内阻，实验室可提供的器材如下．
A．电流表G：满偏电流为300 μA，内阻未知
B．干电池E：3 V
C．滑动变阻器R1：最大阻值约为5 kΩ，额定电流为1 A
D．滑动变阻器R2：最大阻值为16 kΩ，额定电流为0.5 A
E．电阻箱R0：阻值范围0～9 999.9 Ω
F．开关两个，导线若干
(1)滑动变阻器R应选用________(选填“C”或“D”)，将开关S1、S2都断开，连接好实物图，使滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后，闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电流表G的示数为200 μA.
(2)闭合开关S2，保持滑动变阻器R的滑片位置不变，调节电阻箱R0的阻值为100 Ω时电流表G的示数为100 μA，则电流表G的内阻Rg＝________ Ω.
(3)将该电流表改装成量程为3 V的电压表，需串联电阻的阻值为________ Ω.
第十一章综合提升
核心素养提升
[例1]　解析：(1)因电源的电压为4 V，因此电压表选择3 V量程；由于电阻Rx的阻值约为5 Ω，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.8 A，从精确角度来说，电流表选择0.6 A的量程；根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值关系，可知应选择电流表外接法，故选择题图中的甲电路．(2)连接的实物图如图所示．
(3)电压表的示数为U＝2.50 V，电流表的示数为I＝0.50 A，该电阻的测量值Rx＝＝＝5.0 Ω.(4)题图甲中电路采用的是电流表外接法，实际上电压表并不是理想电表，所以电压表也有电流通过，电流表测量的电流是流经Rx和电压表的电流之和，所以产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经Rx的电流值，选B；题图乙中电路采用的是电流表内接法，电压表测量的电压是Rx和电流表两端的电压之和，所以产生误差的主要原因是电压表测量值大于Rx两端的电压值，选D.
答案：(1)B　C　甲　(2)图见解析　(3)5.0　(4)B　D
[例2]　解析：(1)对比电路图可将实物图连接完整，如图所示．
(2)本实验采用等效替代法，两次电流表G0示数相同，故两次回路总电阻相同，在其他元件不变的情况下，电阻箱的示数等于灵敏电流计G的内阻，故Rg＝200 Ω.
答案：(1)图见解析
(2)200
[例3]　解析：(1)根据原理图从电源的正极出发，逐步连接实物如图所示．
(2)电阻箱的读数为(10×8＋1×6＋0.1×3)Ω＝86.3 Ω.根据替代法的原理，电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻，所以电流表A1的内阻为86.3 Ω.
答案：(1)图见解析　(2)86.3　86.3
[例4]　解析：(1)由题图可知，滑动变阻器乙的最大阻值较小，额定电流较大，实验电路选择分压式，所以为保证实验操作安全方便，滑动变阻器应选择乙．(2)由题图电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到最左端，使待测支路电流为零．(3)断开开关S2后认为分压电路分压不变，仍为1 V，电压表示数为0.5 V，说明电阻箱两端电压为0.5 V，电压表与电阻箱串联，它们两端电压相等，由串联电路特点可知，它们的阻值相等，则电压表内阻等于电阻箱阻值990 Ω.
答案：(1)乙　(2)最左端　(3)990
[例5]　解析：(1)本实验采用半偏法测定电流表内阻，为减小并联电阻箱对电流的影响，滑动变阻器应选择总阻值较大的．(2)闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值为100 Ω时，电流表示数减为原来的一半，说明电流表G的内阻等于电阻箱R0的阻值，为100 Ω.(3)由电压表改装原理得Ig(Rg＋R)＝U，代入数据解得R＝9 900 Ω.
答案：(1)D　(2)100　(3)9 900

展开更多......

收起↑