资源简介

导体的电阻
学习目标
1、体会用比值定义物理量的方法，理解电阻的定义。
2、经历决定导体电阻的因素的探究过程，体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法。体会实验探究和逻辑推理都是重要的科学研究方法。
3、深化对电阻的认识，了解导体的电阻公式，能用电阻公式进行有关计算。
4、理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系。通过对不同材料电阻率的介绍，加强学生理论联系实际的意识和安全用电的意识。
5、知道导体的伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件。
重点难点
1、通过实验探究知道影响导体电阻的因素。（重点）
2、掌握导体电阻的计算公式。（重点）
3、理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系。（难点）
4、知道导体的伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件。（难点）
自主探究
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U?I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。
探究思考
1、公式与的区别与联系
区别
是电阻的定义式，导体的电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出导体的电阻
是电阻的决定式，电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同决定
提供了一种测量电阻R的方法：只要测出U、I就可求出R
提供了一种测导体电阻率的方法：只要测出R、l、S就可求出
适用于纯电阻元件
适用于粗细均匀的金属导体
联系
是对决定因素的说明，即导体的电阻与U与I无关，仅取决于导体本身的材料、长度和横截面积
【典例一】1、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,在下列哪些情况下其电阻值仍为R(???)
A.L不变,S增大一倍
B.S不变,L增大一倍
C.L和S都缩小为原来的一半
D.L和横截面的半径都增大一倍
解题思路：有可知A、当L不变，S增大一倍时，有故A错误；B、当S不变，L增大一倍时，有，故B错误；C、L和S都缩小为原来的1/2，有，故C正确；D、当L和横截面的半径都增大一倍时，有，故D错误；故选C
答案：C
2、电阻与电阻率的区别与联系
电阻R
电阻率
描述对象
导体
材料
物理意义
反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大
反映材料导电性能的好坏，大，导电性能差
决定因素
由材料、温度和导体形状决定
由材料、温度决定，与导体形状无关
单位
欧姆（Ω）
欧姆·米（Ω·m）
联系
，大，R不一定大，
导体对电流的阻碍作用不一定大；R大，不一定大，导电性能不一定差
【典例二】2、关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是(　　)
A．导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时才具有电阻
B．虽然R＝，但是导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流无关
C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零
解题思路：
导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、C错误，B正确；电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D正确。
答案：BD
随堂训练
1、由欧姆定律导出和，下列叙述不正确的是(　　)
A.由R=知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定
B.导体的电阻由导体本身的物理条件决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流大小无关
C.对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值
D.一定的电流流过导体，电阻越大，其电压降越大
答案：B
2、如图所示是“探究导体电阻与其影响因素”的装置图，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，跟相比，分别只有一个因素不同：与的长度不同；与横截面积不同；与材料不同.用电压表分别测量两端的电压.则下列说法正确的是(　　)
A.根据两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关
B.根据两端的电压的关系可知导体电阻与横截面积有关
C.根据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
答案：C
3、某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的图像如图所示，则下述判断正确的是
(　　)
A.只有乙图像是正确的
B.甲、丙图像是曲线，肯定误差太大
C.甲、丙为线性元件，乙为非线性元件
D.甲、乙、丙三个图像都可能是正确的，并不一定有较大误差
答案：D
4、如图所示的长方体是用电阻率为的均匀金属制成的，长度为，其横截面为正方形，边长为，若将它的端接入电路时的电阻为，则将它的两个侧面上的端接入电路时的电阻是(
)
A.
B.
C.
D.
答案：B
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4
-实验1
长度的测量及测量工具的选用
学习目标
1.了解游标卡尺的构造及种类，了解螺旋测微器的结构，知道这些测量工具各部分的用途及用法。
2.理解并掌握游标卡尺和螺旋测微器测量的原理。
3.熟练掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法。
重点难点
1.理解并掌握各分度游标卡尺的测量原理；会准确读数。
2.理解并掌握螺旋测微器的测量原理；会准确读数。
自主探究
一、游标卡尺
1.游标卡尺由：①
，②
，紧固螺钉，外测量爪，内测量爪，深度尺以及尺身组成。利用内测量爪可以测量内径，利用外测量爪可以测量外径，利用深度尺可以测量深度
2.游标卡尺有③
分度、④
分度、⑤
分度三种，对应的精确度分别为⑥
、⑦
、⑧
。
二、螺旋测微器
1.螺旋测微器的构造：⑨
，⑩
，尺架，旋钮（粗调旋钮），微调旋钮，测微螺杆，测砧。
2.螺旋测微器的固定刻度的螺距是?
mm，可动刻度有?
个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可以调节?
mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆调节?
。可见，可动刻度每一小分度表示?
，所以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再?
，可读到毫米的千分位，故又名?
。
答案：
①主尺
②游标尺
③10
④20
⑤30
⑥0.1mm
⑦0.05mm
⑧0.02mm
⑨固定刻度
⑩可动刻度?0.5
?50
?0.5
?0.01
?0.01
?估读一位
?千分尺
探究思考
1、游标卡尺的读数
游标卡尺的读数方法：
1.先读出游标尺零刻度线对应的主尺上的刻度，再找出游标尺上的第n条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，两次数值相加得出被测工件的尺寸，即游标卡尺读数=主尺上的整毫米数+n×精度。
2.游标卡尺的读数不要估读。
【典例一】1、如图所示，用10分度的游标卡尺测量一个小球的直径，由此我们可以读出小球的直径为
mm
解题思路：由题可知为10分度的游标卡尺，精度为0.1mm，图中所示游标尺的0刻度位于主尺18mm与19mm之间，游标尺上第6刻度与主尺对齐，即游标卡尺读数=18mm+6×0.1mm=18.6mm，小球直径就为18.6mm
答案：18.6mm
2、螺旋测微器的读数
螺旋测微器的读数方法：
固定刻度上下两排错位刻度的最小刻度为0.5
mm，一般情况下下排为整刻度数值，上排为半刻度数值。未测量时，可动刻度的0刻度线与固定刻度的轴线重合，测量时，转动旋钮。旋钮内部有螺纹，当旋钮旋转一周，测微螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。螺距为0.5
mm，把一个螺距对应的旋钮一周平均分成50格，每格对应的螺距长度为0.01
mm。
读数时，先读固定刻度，再读可动刻度。读数=固定刻度读数+n×0.01（n为固定刻度的轴线所指可动刻度读数）
【典例二】如图，某同学用螺旋测微器测量某个工件的长度，根据图片所示，我们可以知道这个工件的长度为
mm
解题思路：
此题为用螺旋测微器测量长度，如图可以读出，固定刻度长度在12.5mm到13mm之间，可动刻度读数为48到49之间，并且靠近49，可约读为48.7。最终读数为：12.5mm+48.7×0.01mm=12.987mm
答案：12.987
知识梳理
随堂训练
1.
分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(a)和图(b)所示,则长度为__________cm,直径为__________mm。
答案：5.01;
5.315;
2.现有一合金制成的圆柱体．用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示．
由甲、乙两图读得圆柱体的直径为__________mm，长度为__________mm.
答案：1.843（1.841～1.846均可）；42.40
3.在测定某一圆柱体的电阻率ρ实验中，某同学操作.步骤如下：
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为L＝________mm；
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为d＝________mm；
答案：
(1)
40.15
(2)
4.500
4.在《测定金属丝电阻率》的实验中，取了很小一段金属丝．用螺旋测微器测金属丝直径时读数如下图，金属丝的直径为____________
mm．用游标卡尺测长度，则长度为________mm
答案：1.995,
10.94
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4
-实验：导体电阻率的测量
实验2
金属丝电阻的测量
学习目标
1.知道如何选择实验器材及确定仪器的精度。
2.能够根据电路图连接事物图
3.会用电压表和电流表测电阻。
重点难点
重点
1.螺旋测微器的原理和读数方法。
2.根据需要选择合适的器材，确定实验电路图。
3.学生自我修正实验过程中遇到的问题。
难点
1.实验电路图的确定。
2.根据电路图连接实物图。
自主探究
一.实验思路
用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝的电流，根据，计算出金属丝的电阻，然后用刻度尺测量金属丝的有效长度（接入电路中的长度），用螺旋测微器测量金属丝的直径，计算出金属丝的横截面积；根据电阻定律，得出计算金属丝电阻率的公式①
。实验电路图如图所示。
2．实验器材
根据电路图完成电路时，所需要器材有②
，直流电源（6V），电流表（0~0.6
A），电压表（0~3V），滑动变阻器（20Ω），开关，导线若干，螺旋测微器，刻度尺。
三．测量物理量
1.测量电阻：用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝的电流，根据③
，计算出金属丝的电阻。
2.电阻丝有效长度的测量：长度测量，用④
测量接入电路的被测金属导线的有效长度.反复测量多次，求出其平均值。注意：精确到毫米，估读到0.1mm。测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线⑤
的两个端点之间的长度.测量时应在导线连入电路后拉直的情况下进行测量
3.直径测定：
方法1：把电阻丝紧密缠绕在一个圆柱形物体上，用刻度尺测出⑥
的宽度，然后除以圈数，就得到电阻丝的直径。
方法2：用⑦
（或游标卡尺）在被测金属丝上的多个不同位置各测一次直径，求出其平均值，计算出金属丝的横截面积⑧
。
答案：①
②被测电阻丝
③
④刻度尺
⑤接入电路中
⑥多匝电阻丝
⑦螺旋测微器
⑧
探究思考
【典例一】在测量金属丝电阻率的实验中
①用螺旋测微器测量金属丝直径如图丙所示，则金属丝直径______；
②测量金属丝的电阻时，应选用电路图中的______图；
③若金属丝的长度为，直径为，金属丝两端电压为，流过金属丝的电流为，则金属丝电阻率的表达式______(用测得的量表示)。
①由图示螺旋测微器可知，其示数为：。
②滑动变阻器最大阻值大于待测电阻阻值，可以起到保护和控制电路作用时，滑动变阻器可以采用限流接法；由于金属丝电阻较小，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表可以采用外接法，故选甲图；
③根据欧姆定律得知电阻为：
由电阻定律可知：
解得电阻率为：
答案：①1.775
②甲
③
【典例二】某物理兴趣小组测量一小段某材料制成的电阻丝的电阻率。
（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d，如图甲所示，其直径_____mm；再用游标卡尺测量电阻丝的长度L，如图乙所示，其长度_______cm，最后用多用电表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻________Ω。
（2）为了准确测量电阻丝的电阻，某同学设计了如图丁所示的电路。
①根据电路图，用笔画线代替导线连接如图戊所示的实物电路。
②闭合，当接a时，电压表示数为，电流表示数为；当接b时，电压表示数为，电流表示数为，则待测电阻的值__________（用题中的物理量符号表示）。
③若电阻丝的长度为L，横截面直径为d，则该材料制成的电阻丝的电阻率_____（用题中的物理量符号表示）。
解析：（1）根据螺旋测微器读数规则，电阻丝的直径；根据游标卡尺读数规则，电阻丝的长度；根据多用电表读数规则，电阻。
（2）①根据电路图连线。
②闭合，当接a时，电压表示数为，电流表示数为，设电流表内阻为，由欧姆定律，；当接b时，电压表示数为，电流表示数为，由欧姆定律，；联立解得。
③由电阻定律，导线横截面积，解得。
答案：（1）1.350；4.230；6.0
（2）①实物连线图如图所示（其他正确接法也可）
②
③
知识梳理
随堂训练
1.在测量金属电阻率的实验中，根据图所示电路测量金属丝的电阻。电压表的示数为，电流表的示数为，则金属丝电阻的测量值_________；测得金属丝的长度为，横截面积为，则这段金属丝的电阻率_________（用和表示）。
2.某兴趣小组对铜导线的电阻率进行课题研究。
（1）现取长度为L的一捆铜导线，用螺旋测微器测得其直径为D，在实验前，事先了解到铜导线的电阻很小，在用伏安法测量其电阻时，设计如图所示的电路，则电压表的另一端应接________（填“a”或“b”）端。
（2）测量得电压表示数为U，电流表示数为I，可得铜的电阻率_________（用字母表示）。
（3）该兴趣小组发现用（1）中所选电路测得的电阻率与从课本上查阅到铜的电阻率相比_________（填“偏大”或“偏小”），但是实验的操作已经十分规范，测量使用的电表也已尽可能校验准确，下列关于造成这种偏差的原因，你认为正确的是__________。
A.电流表测量值小于流经的电流值
B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测量值小于两端的电压值
D.电压表测量值大于两端的电压值
3.某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值。所用器材有电流表，电阻箱、滑动变阻器、待测铅笔芯、电源、开关及导线等。操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；记录两个电流表的示数分别为。请回答以下问题：
(1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数_______时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。
(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为________。
(3)已测得该笔芯的长度，电阻箱的读数为，根据上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率_________。(结果保留3位有效数字)
(4)若电流表的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法，则笔芯电阻的测量值_________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
答案
1.答案：;
解析：根据欧姆定律可得金属丝电阻的测量值：①
根据电阻定律可得：②
联立①②式可得这段金属丝的电阻率：
2.答案：（1）a
（2）
（3）偏小；B
解析：（1）电压表内阻远大于待测铜导线电阻，为减小实验误差，电流表应采用外接法，电压表的另一端应接a端。（2）铜导线的电阻，由电阻定律得，电阻率。（3）由于电流表采用外接法，电阻测量值小于真实值，所以由此实验计算所得的电阻率的值比实际值偏小，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，流过待测电阻的电流小于电流表示数，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值，故B正确，ACD错误。
3.答案：(1)
(2)1.000
(3)
(4)小于
解析：(1)由并联电路特点可知，当时，电阻箱的阻值与待测笔芯的阻值相等
(2)螺旋测微器的读数；
(3)由公式可计算，笔芯的电阻率为；
(4)电流表的内阻不能忽略时，电流表与电阻箱的电阻之和等于待测笔芯的电阻，即电阻的测量值小于真实值。
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7
-第四节
串联电路和并联电路
学习目标
1．了解串、并联电路的连接方式以及电流、电压和电阻之间的关系。
2．掌握串、并联电路的相关计算。
3．了解电表结构及相应的定义
4．会计算改装电表的电阻。
重点难点
1．知道串、并联电路的电流、电阻和电压特点(重点)
2．掌握串、并联电路的相关计算．(重点)
3．了解电流表(表头)的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压．(难点)
4．理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值．(难点)
自主探究
一、串联电路和并联电路
电路内容
串联电路
并联电路
电路图
电流关系
电路各处电流①____
总电流等于各支路电流②____
电压关系
总电压等于各部分电路电压③____
总电压等于④____电压
电阻关系
总电阻等于各部分电路电阻⑤____
总电阻的倒数等于各支路电阻的⑥____
二、　电压表和电流表的电路结构
1．小量程电流表G(表头)的三个主要参数
①内阻Rg：小量程电流表G的⑦____。
②满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转到⑧____时的电流。
③满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的⑨____，由欧姆定律可知：Ug＝⑩____。
2．电流表G改装成电压表和电流表
(1)电流表改装成电压表的原理：给小量程电流表串联一个?____，就可以用来量度较大的电压。如图1所示。
(2)大量程电流表的改装原理：给小量程电流表?____电阻，就可以用来量度较大的电流，如图2所示。
答案：①
相等
②之和
③之和
④各支路
⑤之和
⑥倒数之和
⑦电阻
⑧最大刻度
⑨电压
⑩IgRg
?分压电阻
?并联一个分流
探究思考
【典例一】一个表头的内阻为30Ω，满偏电流为。要把它改装为量程0-0.6A的电流表，需要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多少？
【典例二】如图所示，电流表和由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是(
)
A.和的读数之比为1:1
B.和的读数之比为5:1
C.和的指针偏转角度之比为1:1
D.和的指针偏转角度之比为1:5
解析：解析：图中的并联，表头两端的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，所以的指针偏转角度之比为1:1;2量程不同的电流表读数不同，的量程为0~3A,的量程为0~0.6A，当指针偏转角度相同时，的读数之比为5:1,故B、C正确.
答案：B、C
知识梳理
随堂训练
1.如图所示，将一个改装的电流表接入电路进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些，表头G的满偏电流为，出现的误差可能是下述哪种原因引起的(
)
A.的测量值比真实值偏大
B.的测量值比真实值偏小
C.所并联的比公式计算出的偏小
D.所并联的比公式计算出的偏大
2.用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表，若把分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电流表的示数和电流表指针偏转角度的说法正确的是(
)
A.图甲中的的示数相同
B.图甲中的的指针偏角相同
C.图乙中的的示数和指针偏角都不同
D.图乙中的的指针偏角相同
3.将两个完全相同的电流计改装成两个量程不同的电流表，已知改装后电流表的量程分别为，将两个改装后的电流表接在电路中，两电流表都没有烧毁。则下列说法正确的是(
)
A.改装后两电流表的电阻之比为
B.将改装后的电流表串联，接通电路的偏转角之比为5:1
C.将改装后的电流表串联，接通电路的示数之比为5:1
D.将改装后的电流表并联，接通电路的示数之比为1:5
4.将满偏电流、内阻未知的电流表改装成电压表
(1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势)：先闭合,调节,使电流表指针偏转到满刻度；再闭合,保持不变,调节,使电流表指针偏转到满刻度的,读出此时的阻值为,则电流表内阻的测量值________。
(2)将该表改装成量程的电压表,需________(填“串联”或“并联”)阻值为________的电阻。
答案
1.答案：AD
解析：改装成的电流表（待测表）比标准表的示数大，说明流经表头G的电流偏大，根据并联电路特点知，所并联的电阻越大，流经表头G的电流越大，所以比公式计算出的偏大。同样如果测量值比真实值偏大，也会使所并联的偏大，故AD正确，BC错误。
2.答案：B
解析：题图甲中的并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表示数不同，故A错误，B正确；题图乙中的串联，的示数相同，由于量程不同，内阻不同，两电流表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，故CD错误。
3.答案：BD
解析：两个电流表由小量程的电流计并联电阻改装而成，内阻之比等于电流表量程的反比，，A错误；两个电流表串联接入电路后，电流值相等，示数之比为1:1，的量程为0.6
A，的量程为3
A，则指针偏转角之比等于量程的反比，为5:1，B正确，C错误；两电表并联，电压值相等，示数之比等于内阻的反比，为1:5，D正确。
4.答案：(1)100
(2)串联；9900
解析：(1)闭合,和并联电压相等，各支路电流之和等于总电流。
由欧姆定律可知：,解得：；
(2)把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻，
分压电阻阻值：
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6
-实验：练习使用多用电表
学习目标
1.认识多用电表表盘刻度和各种测量功能，会根据测量需要正确选择档位。
2.通过实验操作学会使用多用电表测量电流、电压和电阻，牢记多用电表的使用注意事项。
3.会用多用电表测量二极管的正反电阻，能够判断二极管的正负极。
重点难点
重点：
1.认识多用电表表盘刻度和各种测量功能并选择正确的档位。
2.使用多用电表测量电流、电压和电阻。
3..会用多用电表测量二极管的正反电阻。
难点：
1.会根据测量需要正确选择档位。
2.能够判断二极管的正负极。
自主探究
1.
认识多用电表
表的上半部分为①
，下半部分为②
，开关周围有测量功能的区域和③
。
2．使用多用电表
在使用前都应先调节④
，使指针指向左侧0刻度线。
使用时，先将选择开关旋钮调节到对应物理量，选择合适的⑤
。再把多用表连入电路中。
在多用表使用完毕后，需要把选择开关旋转到⑥
位置。
1.测量小灯泡两端电压：首先把小灯泡、电源、开关、导线按连接要求安装好，调节多用表指针，并把选择开关旋转到测量电压的位置，根据电源电压选择合适的量程。测量时用两只表笔分别接触灯泡两端的接线柱，注意⑦
。根据表盘上相应⑧
的直流电压刻度进行读数，记录小灯泡两端的电压值。
2.测量通过小灯泡的电流：在直流电源对小灯泡正常供电的情况下，断开电路开关，把小灯泡的一个接线柱上的导线卸开。将多用电表的选择开关旋至直流电流挡，注意选择⑨
。把多用电表从导线断开处⑩
在电路中，注意电流应该从?
流入多用电表。闭合开关，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，记录通过小灯泡的电流值。
3.测量电阻：
测量电阻前，我们应该先进行欧姆调零：
1.红、黑表笔?
（红、黑表笔短接）
2.调节“欧姆调零旋钮”，使表笔短接时，指针指向?
刻度线。
注意：改变不同倍率时，都需要?
欧姆调零。
使用多用电表的欧姆挡测电阻时，如果指针示数过大，则应?
欧姆档的倍率；如果指针示数?
，则应减小欧姆档的倍率，使测量时表针落在刻度盘的中间区域。如果不能估计未知电阻的大小，可以先用?
倍率的某个欧姆挡试测，然后根据读数的大小选择合适的挡位再次测量，电阻值为读数乘倍率。
答案：①表盘
②选择开关
③量程
④指针定位螺丝
⑤量程
⑥OFF
⑦红表笔接触点的电势应该比黑表笔高
⑧量程
⑨大于通过小灯泡电流估计值的量程
⑩串联
?红表笔
?直接接触
?右侧的“0”
?重新进行
?增大
?过小
?中等
探究思考
【典例一】
（1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图1所示，若选择开关拨至“”挡，则测量的结果为_______；若选择开关拨至“10
V”挡，则测量结果为__________。
（2）将改装成两种倍率（如“”、“”）的欧姆表。现有两种备选电路，如图2甲和图2乙所示，则图2中_________（选填“甲”或“乙”）为合理电路；另一电路不合理的原因是___________。在合理的电路中，当开关S合向________端，这时的欧姆表是较大倍率挡。
解析：
（1）在使用多用电表测量电阻时，指针位置如题图1所示，若选择开关拨至“”挡，按照最上面刻度读数，则测量的结果为；若选择开关拨至“10
V”挡，按照中间刻度读数，则测量结果为4.5
V。（2）题图2中乙不能改变电流表的量程，即实际上题图2中乙电路不可能实现多倍率测量。在合理的电路中，当开关S合向b端时，由组成的电流表的量程小，对应的欧姆表为较大倍率挡。
答案：（1）；4.5
V
（2）甲；题图2中乙不能改变电流表的量程，即实际上题图2中乙电路不可能实现多倍率测量；b
【典例二】某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻（二极管具有单向导电性，电流正向通过时几乎没有电阻，电流反向时，电阻很大）。完成下列测量步骤：
（1）检查多用电表的机械零点。
（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两个极分别记作a和b，将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，接b端时偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的_____（选填“a”或“b”）端。
（3）将选择开关拨至电阻“×100”挡，进行正确的测量步骤后，发现表针偏角较小。为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央，应重新选择量程进行测量。则该同学应选择________（“”或“”）挡，然后________，再进行测量。测量后示数如图所示，则测量结果为___________。
（4）测量完成后，将选择开关拨向________挡位置。
解析：（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两个极分别记作a和b，将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，说明电阻很大，二极管反向偏压，接b端时偏转角度很大，说明电阻很小，二极管正向偏压，则b端为二极管的负极，a端为二极管的正极，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的a端。（3）将选择开关拨至电阻“”挡位，进行正确的测量步骤后，表针偏角较小，说明所选挡位太小，为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央，应重新选择量程进行测量，则该同学应选择“”挡，然后重新进行欧姆调零，再进行测量。测量后示数如题图所示，则测量结果为。（4）测量完成后，将选择开关拨向OFF挡或交流电压最高挡位置。
答案：（2）a
（3）；重新欧姆调零；
（4）OFF（或交流电压最高）
知识梳理
随堂训练
1.某同学用多用电表按如图所示电路进行了正确的测量。闭合开关S后，多用电表直接测出的是(
)
A.滑动变阻器两端的电压
B.灯泡L的电阻
C.通过灯泡L的电流
D.灯泡L两端的电压
2.关于多用电表的使用，下列说法正确的是(
)
A.应用多用电表测量电阻时，被测电阻必须从电路中断开
B.应用多用电表测量电阻时，为了保证表笔和被测电阻接触良好应用两手紧握表笔
C.应用多用电表测量电阻时，每换一次挡位都要重新调零
D.测量结束，应将开关置于欧姆挡的最大挡位处
3.某物理兴趣小组学习了如何使用多用电表测金属导体的电阻后，动手测量一根金属丝的电阻。
（1）他们选择了“×10”挡，并用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太大。为了得到更准确的数据，请你在以下操作中选择必要的步骤，排出合理的顺序是______。
①旋转选择开关至欧姆“×1”挡。
②旋转选择开关至欧姆“×100”挡。
③旋转选择开关至“OFF”挡，并拔出两表笔。
④将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔。
⑤将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔。
A.①④③
B.①⑤④③
C.②④③
D.②⑤④③
（2）经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图，则金属丝的电阻约为______Ω。
（3）在（2）问的表盘示数情况下，当选择开关为直流100
mA时读数为_________，当选择开关为直流2.5
V时读数为________。
答案
1.答案：C
解析：闭合开关后，多用电表是串联到电路中，题目说接法正确，故选择的是电流挡，即测量的是电流，选项C正确，选项ABD错误。
2.答案：AC
解析：在用欧姆表进行测量时，把电阻与电路断开是因为这样才能正常测量电阻，A正确；手接触表笔会使读数不准确，B错误；每换一次挡位内阻就发生变化，所以要重新调零，C正确；多用电表使用完毕后应将开关置“OFF”挡或交流电压最大挡，D错误。
3.答案：（1）B
（2）22.0
（3）40.0
mA；1.00
V
解析：（1）用多用电表测金属丝的电阻，选择了“×10”挡，用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太大，说明电阻较小，应该旋转选择开关至欧姆“×1”挡，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔。将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔。旋转选择开关至“OFF”挡，并拔出两表笔。合理的顺序是①⑤④③，选项B正确。（2）读数乘以挡位数就是最后的结果。（3）当选择开关为100
mA时读数为40.0
mA，当选择开关为2.5
V时读数为1.00
V。
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-电源和电流
学习目标
1、了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。初步体会动态平衡的思想。
2、理解电流的定义，知道电流的单位、电流方向的规律；理解恒定电流。
3、经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。
重点难点
1、了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。（重点）
2、知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流。（重点）
3、理解电流形成的微观解释以及电流的微观表达式。（难点）
自主探究
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移速率不随时间变化。
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。
探究思考
1、对导线中恒定电场的理解
1、导线中电场的形成：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，导线内部的电场方向沿导线的切线方向。
2、导线中的电场是合电场，它由两部分组成：
（1）电源正、负极上的电荷产生的电场E0；
（2）导线表面上堆积的电荷产生的电场E'。二者电场强度的矢量和E合与导线相切，导线内的电场线和导线保持平行。
3、导线中的电场是恒定电场，不是静电场。由于在恒定电场中，各点电场强度都不随时间变化(不一定相同)，所以它的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。
4、导线内的电场是在接通电源后的极短时间内(以光速c传播)建立的。
5、导体内的恒定电场是自由电荷在导体中定向移动的原因。
【典例一】1、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
解题思路：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。
答案：BD
2、电流的微观表达式
1、微观模型
如图，粗细均匀的一段导体，长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。
2、公式推导
导体中的自由电荷总数,
总电荷量，
所有这些电荷都通过横截面B所需要的时间，
根据公式可得导体中的电流。
3、结论
由此可见，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动平均速率的大小，还与导体的横截面积有关。
4、注意
（1）对于公式，要理解每个符号所代表的物理量含义，不要死记公式。
（2）若n表示单位长度内的自由电荷数，则电流的微现表达式为。
【典例二】2、有一条横截面积为的铜导线，通过的电流为.已知铜的密度为，摩尔质量为，阿伏伽德罗常数为，电子的电量为.若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为(　　)
A.
B.
C.
D.
解题思路：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，则导线的长度为:
体积为
质量为
这段导线中自由电子的数目为
在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流：
代入解得，
解得电子定向移动的速率：
故A正确，BCD错误。
答案：A
随堂训练
1、下列关于电流方向的说法中，不正确的是(　　)
A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向
C.在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
D.电源供电的外部电路中，电流的方向是从正极一端流向负极一端
答案：A
2、如图所示,电解池接入电路后,在秒内有个一价正离子通过溶液内某截面,有个一价负离子通过,设为元电荷,以下说法正确的是(???)
A.电流为零
B.电流为
C.电流为
D.电流方向从
答案：A
3、如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍，在细铜导线上取一个截面A，在粗铜导线上取一个截面B，若在1
s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的(　　)
A．电流相等
B．电流不相等
C．自由电子定向移动的速率相等
D．自由电子定向移动的速率不相等
答案：AD
4、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方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从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I＝
D．溶液内电流方向从A→B，电流强度I＝
答案：D
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