第七章 恒定电流
第一节 知识梳理
一、电流
1. 形成电流的条件：一是 二是 . 2. 电流的三个表达式
定义式： 决定式： 微观表达式： 1．电源
电源是通过 做功把其他形式的能转化为电势能的装置．
二、电动势
(1)定义：在电源内部从负极到正极移送正电荷 跟被移送的 的比值叫做电源的电动势．
(2)公式：E ＝，电动势在数值上等于非静电力把 在电源内部从负极移送到正极所做的功．
(3)单位：在国际单位制中为 ，简称伏，符号为V. (4)标量：电动势只有大小，没有方向．但电源有 极．
(5)物理意义：描述电源把其他形式的能转化为电势能 的物理量．
W q
三、欧姆定律
(1)内容：导体中的电流跟导体两端的 成正比，跟导体的 成反比． (2)表达式：I ＝ .
(3)适用条件：实验表明，除金属外，欧姆定律对 也适用，对气体导体和半导体元件不适用． 2．导体的伏安特性曲线
(1)伏安曲线：在实际应用中，常用纵坐标表示 、横坐标表示 ，这样画出的I —U 图象叫做导体的伏安特性曲线．
(2)线性元件：金属导体在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的，它的伏安特性曲线是 的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件．
(3)非线性元件：伏安特性曲线不是过原点的直线，也就是说，电流与电压 正比，这类电学元件叫做非线性元件(例如：气体和半导体) ．
四、串联电路和并联电路的电流
1．串联电路各处的 相等，即I 0＝ .并联电路的总电流等于 ，即I 0＝ . 2．串联电路与并联电路的电压
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即 . 并联电路的总电压与各支路电压 ，即 . 3．串联电路和并联电路的电阻
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R ＝ . 并联电路总电阻的倒1111
数等于各支路电阻的 ＋„＋.
R R 1R 2R n
4．电压表和电流表
(1)电流表G(表头) 主要参数有三个：
①电流表G 的电阻 ，通常叫做电流表的
②指针偏转到最大刻度时的电流 ，叫做电流表G 的 ，也叫电流表G 的 ③电流表G 通过满偏电流时，加在它两端的电压 叫做 ，也叫 由欧姆定律 可知，电流表G 的 一般都比较
(2)当改成量程为U 的电压表时，应串联一个电阻R ，因为串联电阻有分压作用，因此叫 ，电压表的总电阻：R V ＝ .
(3)当改成量程为I 的电流表时，应并联一个电阻R ，因为并联电阻有分流作用，因此叫 ，电流表的总电阻为R A ＝ 五、电阻及电阻定律 1、电阻
（1）电阻的两个表达式
定义式： ， 决定式： （2）电阻的物理意义： 。 2、电阻定律 （1）内容 。 （2）表达式 。 3、电阻率
（1）计算式
（2）物理意义：反映导体的 ，是表征 的物理量。 （3）电阻率与温度的关系
金属： 半导体： 一些合金： 超导体： 六、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路组成
①外电路： 的电路，在外电路中，沿电流方向电势 ， ②内电路： 的电路，在内电路中，沿电流方向电势
。 (2)闭合电路中的能量转化
如图所示，电路中电路为I ，在时间t 内， 等于内外电路中电能转化为其他形式能的总和，即EIt ＝ . (3)闭合电路的欧姆定律
①内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 ②公式：I ＝ .
③适用范围： 电路．
④常用的变形公式及适用范围：E ＝ .
2．路端电压与负载的关系 (1)路端电压与电流的关系
(2)路端电压随外电阻的变化规律
①外电阻R 增大时，电流I ，外电压U ，当R 增大到无限大(断路) 时，I ＝ ，U ＝ .
②外电阻R 减小时，电流I ，外电压U ，当R 减小到零时，I ＝，U ＝ .
七、电功、电功率和电热 1．电功 (1)实质
导体中的 对自由电荷的静电力做功，把 转化为 的能． (2)表达式W ＝. 2．电功率
(1)物理意义：表示电流做功 (2)定义：
W
(3)公式及单位：P ＝t ＝ ，其单位为 3．焦耳定律
(1)焦耳定律：电流通过导体时产生的热量(内能) 跟电流的 成正比，跟导体的 成正比，这一规律叫做焦耳定律．公式表示为Q ＝ .
(2)热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，计算公式为P ＝(3)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的(4)非纯电阻电路：像含有在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为 等其他形式的能量．
1. 各部分功率关系分析
由EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt 知
P 电源＝EI ⎧⎪2
EI ＝I 2R ＋I 2r ⎨P 外＝I R 2．电源的输出功率：当外电路为纯电阻电路时讨论如下
⎪⎩P 内＝I 2r (1)电源的输出功率
E
r
P 出＝I 2R ＝
E 2R ＋r
2
R E 2R R －r
2＋4Rr
＝
E 2R －r R
2
4r
由此可知当R ＝r 时，电源有最大输出功率P 出max ＝.
4r (2)P 出与外电阻R 的函数关系图象
图象分析R r 时，R 越大，P 出越小R ＝r 时，
E 2
E 2
P 出＝
4r
(3)电源的效率
P 出IU 外U 外IR R 1η＝P IE E ＝＝r R 越大，电源的效率越高 IR ＋r R ＋r
1＋R 八、多用电表 1、欧姆表
(1)原理
依据 制成的，它是由 改装而成的． (2)内部构造
由 三部分组成． (3)测量原理
如图所示，当红、黑表笔接入被测电阻R x 时，通过表头的电流I ＝ 改变R x ，电流I 随着改变，每个R x 值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I 值对应的 值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值． 2、多用电表 (1)用途
共用一个表头，可分别测量 等物理量． (2)最简单的多用电表原理图
如图所示，当单刀多掷开关接通1时，可作为 使用，接通2
时，可作为
使用，接通3
时，可作为 使用．
(3)外形构造如图所示，选择开关周围有不同的测量功能区域及 ，选择开关旋到不同的位置，多用电表内对应的仪表电路被接通，就相当于对应的仪表，在不使用时，应把选择开关旋转到 .
九、三种门电路
1. 与门 2. 或门 3. 非门
第二节 恒定电流 习题课(一)
1．关于电阻率，下列说法中不正确的是
．．．
A . 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好
B. 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大
C. 所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为
零
D. 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻
2．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab =10 cm, bc =5 cm ，当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流为1 A；若将C 与
D 接入电压为U 的电路中，则电流为
A .4 A B.2 A
C.
1
A
2
D.
1 A 4
3．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等. 停电时，用多用电表测得A 、B
间的电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，如图10—1—6所示. 则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是
U
2
A. P =I R B. P =
R
2
C . P =IU
D. 以上公式都可以
4．一盏电灯接在恒压的电源上，其功率为100 W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9 W
，那么这时电灯实际消耗的电功率将 A. 等于91 W
B . 小于91 W C. 大于91 W D. 条件不足，无法确定
5．额定电压都是110 Ｖ，
额定功率P A =100 W，P B =４0 W的A 、Ｂ两个灯，接在220 Ｖ的电路中，使电灯都正常发光，又使电路消耗的电功率最小的连接方式是3中的（
）
A B D C
6. 关于电压、电阻，下面说法错误的是（ ）
A ．跟据U=IR可知电流通过导体形成的电势降落等于IR
B ．不考虑温度的影响，导体的电阻与两端的电压及电流强度无关
C ．对导线来说(远距离输电除外) ，因为电阻极小，所以电流通过导线的电势降落可以忽略
D ．电压是形成电流的唯一条件 7．金属导体内电流强度增强，是因为（ ）
A．导体内单位体积的自由电子数增多 B ．导体内自由电子定向移动的速率增大 C．导体内电场的传播速率增大 D．导体内自由电子的热运动速率增大 8．两电阻R 1和R 2的电流I 电压U 的关系图线如图所示, 可知两电阻的大小之比R 1∶R 2等于：
A ．1∶3 B．3∶1 C．1∶
D ．1∶4
9．两只额定电压相同，额定功率之比为2∶1的电灯，若把它们串联在电路中，则它们实 际消耗的功率之比为（ ）
A．2：1 B ．1：2 C．4：1 D. 1：4
10．阻值为R l 的电热煮水器浸入壶中，接上稳压电源用以煮水，经时间t 1后煮沸．改用阻值为R 2的电热煮水器接上同一电源，则经t 2时间才能把同样的水煮沸. 若将两个电热器串联起来，接上同一电源，把同样的水煮沸，所用的时间为： A . t 1+t 2 B.
t 1+t 2t t
C.t 1t 2 D.12 2t 1+t 2
11．如图甲所示电路中，电流表A 1与A 2内阻相同，A 2与R 1串联．当电路两端接在电压
恒定的电源上时，A 1的示数为3A ，A 2的示数为2A ；现将A 2改为与R 2串联，如图乙所示，再接在原来的电源上，那么：
（ ） A ．A 1示数必增大，A 2示数必增大
B ．A 1示数必增大，A 2示数必减小 C ．A 1示数必减小，A 2示数必增大 甲 乙
D ．A 1示数必减小，A 2示数必小
12．某实验小组用三只相同的小灯泡，连线如图10－1－5所示电路，
研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是（ ）
A ．K 2断开，K 1与a 连接，三只灯泡亮度相同
B ．K 2断开，K 1与b 连接，三只灯泡亮度相同 a C ．K 2闭合，
K 1与a 连接，三只灯泡都发光，L 1、L 2亮度相同
1 D ．K 2闭合，K 1与b 连接，三只灯泡都发光，L 3亮度小于L
2的亮度
13．有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流为0.4 A ，若把电动机接入2.0 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A ，求电动机正常工作时的输出功率多大? 如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大?
14．如图所示是电饭煲的电路图，S 1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到103℃时，会自动断开，S 2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，定值电阻R 1=R 2=500Ω，加热电阻丝R 3=50Ω，两灯电阻不计。计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。
第三节 恒定电流 习题课(二)
1．关于电流强度的概念，下列叙述中正确的有：（ ）
A ．通过导线截面的电量越多，电流强度越大； B ．电子运动的速率越大，电流强度越大；
C ．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流强度越大； D ．因为电流有方向，所以电流强度是矢量.
2．一根均匀的电阻丝其电阻为R ，在温度不变的情况下，下列情况中其电阻值仍为R 的是（ ）
A. 长度不变，截面积增大一倍； B. 截面积不变，长度增大一倍； C. 长度和截面积都缩小一倍； D. 长度和截面半径都增大一倍.
3．电阻Ｒ1＝4Ω和Ｒ2＝9Ω串联起来接在电路中, 要使两电阻上消耗的电功率相等, 以下
可行的办法是（ ）
Ａ. 在Ｒ1上串一个5Ω的电阻 Ｂ. 在Ｒ1上并一个5Ω的电阻 Ｃ. 在Ｒ2上并一个4Ω的电阻 Ｄ. 在Ｒ2上并一个18Ω的电阻
4. 在如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2 Ω，电流表内阻不计，在B 、C 两点间加上6 V的电压时，电流表的读数为( ) A ．0 B ．1 A
C ．1.5 A D ．2 A
5. 如图所示电路，电源内阻不可忽略，R1＝10Ω，R2＝8Ω. 当电键扳到位置1时，电压表示数为2.0V ；当电键扳到位置2时，电压表示数可能是（ ） A ．2.2V B ．1.9V
C ．1.7V D ．1.4V
6. 如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U 与通过它们的电流I 的关系图象，下列说法中正确的是 （ ） A ．路端电压都为U 0时，它们的外电阻相等 B ．电流都是I 0时，两电源的内电压相等 U C ．电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D ．电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻 0
7. 如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P 向右端移动时，下面说法中正确的是( )
A. 电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大。 B. 电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小。 C. 电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大。 D. 电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小。
8. 如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad=0，Ucd=6 V，Uab=6 V，由此可以断定( ) A.L 1和L 2的灯丝都断了 B.L 1的灯丝断了 C.L 2的灯丝断了 D. 变阻器R 断路
9. 将规格为“6 V，6 W”和“6 V，4 W”的A 灯和B 灯接入电压为12 V的电路中，既要使两灯都能正常发光，又要使整个电路消耗的电功率最小，如图所示的四种接法最合理的是( )
10. 在如图(甲) 所示的电路中，电源电动势为3.0 V ，内阻不计，L 1、L 2、L 3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙) 所示．当开关S 闭合后( ) A ．L 1电流为L 2电流的2倍 B ．L 1上的电流为0.20 A C ．L 2上的电流为0.20 A D ．此时L 2的电阻为12 Ω
11．如图所示，灯
L 上标有200W 字样，电动机D 上标有2000W 字样，当在A 、B 两端加上220V 电压时，灯和电动机均正常工作，求：电灯正常工作时的电阻。
12. 一电流表内阻R g =1kΩ，满偏电流I g =100μA，要把它改装成量程为3V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程为0. 6A 的电流表，应并联一个多大的电阻？
13．在图甲所示电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100Ω，R 2的阻值未知，R 3是一滑动变阻器，当其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I 的变化图线如图乙．其中图线上的A 、B 两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的．求：
(1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电阻R 2的阻值；
(3)滑动变阻器R 3的最大值．
14. 如图所示的电路中，电源电动势E=6.00 V ，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为R 1=2.4 kΩ、R 2=4.8 kΩ，电容器的电容C=4.7 μF 。闭合开关S ，待电流稳定后，用电压表测R 1两端的电压，其稳定值为1.50 V。 (1)该电压表的内阻为多大？
(2)由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？
第四节 实验：测定金属的电阻率
（一）实验目的：
1. 掌握电阻定律； 2.掌握伏安法测电阻； 3.学会使用螺旋测微器. （二）实验原理： R=ρ
l 12，S=πd S 4
（三）实验器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻
器；电键；被测金属导线；导线若干.
（四）实验步骤：
1. 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. 按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. 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. 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键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，记入记录表格内，断开电键S. 求出导线电阻R 的平均值.
RS d 2U
5. 将测得R 、l 、d 的值，代入电阻率计算公式ρ= =中，计算出金属导线
l 4lI
的电阻率.
6. 拆去实验线路，整理好实验器材. （五）注意事项
(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，实验电路必须
采用电流表外接法．
(2)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，亦即电压表并入两点间的部分为待测导线长度．测量时应将导线拉直．
(3)闭合电键S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置． (4)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I 的值不宜过大(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过高，造成其电阻率在实验过程中增大.
(5)求R 的平均值可用两种方法：第一种是用R ＝U ／I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象U —I （图线）的斜率来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.
典型例题
1. 一阻值约为30 kΩ的电阻R ，欲用伏安法较准确地测出它的阻值. 备选器材有:
A. 电源(E=16 V,r=2 Ω); B.电源（E=3 V,r=0.5 Ω）;
C. 电压表（量程0～15 V,内阻50 kΩ）; D.电压表（量程0～3 V,内阻10 kΩ）; E. 电流表（量程0～500 μA, 内阻500 Ω）； F. 电流表（量程0～1 mA,内阻250 Ω）； G. 滑动变阻器（阻值0～200 Ω）; H. 电键一只，导线若干.
(1)从上述器材中选出合适的有用的器材____________：.(用字母表示) (2)在方框中画出实验电路图.
2. 在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示. 可知该金属丝的直径
-3
d=______________×10 m.
3.. 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1 000 Ω）：电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0 V;
电压表
V 1，量程为1.5 V，内阻r 1=750 Ω；电压表V 2，量程为5 V，内阻r 2=2 500 Ω；滑线变阻器R ，最大阻值约为100 Ω；单刀单掷开关K ，导线若干.
（1）测量中要求电压表的读数不少于其量程的
1
，试画出测量电阻Rx 的一种实验3
电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）.
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.
（3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示Rx 的公式为Rx=______________________.
第五节 实验：测绘小灯泡的伏安曲线
1、实验器材：小灯泡(2.5 V,0.5 W)(3 V)、开关、导线若干．
2、实验原理：为小灯泡提供两端能从零连续变化的电压，连成如图所示的电路．(在虚线方框内画出滑动变阻器的连接电路) 3、实验步骤：
①按图连好电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片应滑至 端(选填“左”或“右”)；
②闭合开关，右移滑片到不同的位置，并分别记下
和 的多组数据；
③依据实验数据在坐标纸上作出小灯泡的 曲线．
1. 实验电路的确定
(1)电流表的内、外接：由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表外接法． (2)滑动变阻器的接法：描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要从坐标原点开始的连续变化的电压，因此滑动变阻器要采用分压式连接，实验电路图如图所示． 2．实验过程三方面
特别提醒
调节电压时不要超过小灯泡的额定电压.
坐标系标度要合理选取，尽量使描出的图象占据坐标纸的大部分.
小灯泡电压、电流变大时，电阻变大，伏安特性图线是曲线. 连线时要用平滑的曲线，不能连成折线.
1、用下图所示的器材通过实验来研究某电学元件Z 的伏安特性曲线．已知电压表的内阻远大于该电学元件的电阻．
(1)若要求加在电学元件上的电压从零开始逐渐增大，请画出实验原理图． (2)将上图中仪器连成实物连接图．
利用这些数据绘出的该电学元件的伏安特性曲线如下图甲所示．
请根据这些数据和图线回答下列问题：
①该电学元件的电阻随电压U
的变大而________(填“变大”、“变小”或“不变”)． ②若把该电学元件接入如上图乙所示的电路中时，电流表的读数为0.070 A，已知A 、B 两端电压恒为1.5 V，则定值电阻R 0的阻值为________Ω.
2、有一小灯泡上标有“6V ，0.1A ”字样，现要描绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用
A 电压表（0~3V，内阻2.0kΩ） B 电压表（0~10V，内阻3.0kΩ） C 电流表（0~0.3A，内阻2.0Ω） D 电流表（0~6A，内阻1.5Ω） E 滑动变阻器（2A ，30Ω） F 滑动变阻器（0.5A ，1000Ω）
G 学生电源（直流9V ），及开关，导线等
（1）实验中所用的电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 （2）在右方框中画出实验电路图，要求电压从开始测量 ．．．．．0．．．．．
第六节 实验：测定电源的电动势和内阻
实验目的 掌握测定电池的电动势和内电阻的方法。
实验原理 用电流表和电压表测出电流和路端电压，再闭合电路欧姆定律来求出电池的电动势和内阻。
实验器材 被测电池（干电池）、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等。
实验步骤
1. 确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好； 2. 把变阻器的滑动片移到一端使连入电路和阻值最大；
3. 闭合电键、调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数； 4. 用同样方法测量并记录几组I 、U 值；
5. 断开电键，整理好器材；
6. 根据测得的数据绘制U-I 图线，所得图线的延长线与轴交点即为电动势，图线斜率的绝对值即为电池的内阻，也可用解方程组的方法计算出的值。 实验结论
通过设计电路，分别用电流表和电压表测出电路电流和路端电压，根据闭合电路欧姆定律即可求出电池的电动势和内电阻。由实验的电路图通过两次测量可解得电池内阻：
，电动势： 。也可以多测几组数据，通过U-I 图像求
解。所得图线的延长线与U 轴交点即为电动势，图线斜率的绝对值即为电池的内阻。 实验考点
本实验是电学中的重要实验之一，涉及到电路的设计和连接、器材的选择、数据的处理、误差的分析等问题，这些都是电学实验中常考的内容。此外，本实验还会有多种变式，如除了用伏安法测定电池的电动势和内电阻外，还可以用电阻箱代替安培表与滑线变阻器或用电阻箱代替伏特表和滑线变阻器完成该实验。 经典考题
1、在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，一位同学记录了6组数据（如下表）。
（1）根据数据选定下列供选用仪器，并按本实验要求：
电流表量程选_____A，电压表量程选______V。滑动变阻器选___________Ω。 ①干电池（U=1.5V）；
②直流电流表（0~0.60A挡，内阻0.1Ω），（0~3.00A挡，内阻为0.02Ω）； ③直流电压表（0~3.00V挡，内阻5kΩ），（0~15.0V挡，内阻为25kΩ）； ④滑动变阻器（0~10Ω，允许最大电流为1.00A ）；
⑤滑动变阻器（0~1000Ω，允许最大电流0.60A ）； ⑥开关一个，导线若干。
在图1实物图中按所选规格连线。
（2）根据记录数据在图2所示的坐标纸上作U-I 图线，并根据图线求出E=______，r=___________。
2、如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值ε和r 与真实值ε0和r 0相比较，正确的是（ ）
A. ε=ε0，r=r0 B. ε>ε0，rr0 D. ε>ε0，r>r0
3、在做测量干电池的电动势和内电阻的实验时，备有下列器材可供选用： A. 干电池一节（电动势约1.5V ）；
B. 直流电流表（量程为0~0.6A~3A，0.6A 挡内阻为0.10Ω，3A 挡内阻为
0.025Ω）； C. 直流电压表（量程为0~3V~15V，3V 挡内阻为5kΩ，15V 挡内阻为25kΩ）； D. 滑动变阻器（阻值范围为0~15Ω，允许最大电流为1A ）；
E. 滑动变阻器（阻值范围为0~1000Ω，允许最大电流为0.5A ）；F. 开关；G. 导线若干根；H. 电池夹。
（1）将选定的器材按本实验要求的电路（系统误差较小），在图1所示的实物图上连线。
（2）如图2所示，电流表指针停止在图示位置，量程取
0.6A 挡时读数为______；量程取
3A 挡时读数为______。 电压表指针停在图2所示位置，量程取3V 挡时读数为_____；量程取15V 挡时读数为
_______。
（3）根据实验记录，画出的U-I 图象如图3所示，可得待测电池的内电阻为______Ω。
（4）按本实验要求的电路测出的_____
和 与真实值比较： _______ ，
。（填“>”、“
第七节 实验：练习使用多用电表
【学习目标】
1. 会使用多用电表测量电压、电流和电阻
2. 会使用多用电表测量二极管的正、反电阻，并据此判断二极管的正、负极。 3. 会用多用电表探索黑箱中的电学元件 一、使用多用电表测量电压、电流和电阻
使用前应先进行______________，使指针指_______端零刻线。 1．用多用电表测量小灯泡的电压
用直流电源对小灯泡正常供电。将多用电表的选择开关旋至_______电压挡，其量程应_______小灯泡的两端电压的估计值。
用两表笔分别接触灯泡两端的接线柱，红表笔接触点的电势应比黑表笔__________，根据表盘上相关量程的直流电压标度读数，这就是小灯泡两端的电压。 2．用多用电表测量通过小灯泡的电流
在用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_______挡，其量程应_________通过小灯泡的电流的估计值。把多用电表__________在刚才卸开的电路中，电流应从___________流入电表。闭合开关，根据表盘上相关量程的直流电流标度读数，这就是小灯泡两端的电流。
3．使用多用电表测量定值电阻
使用多用电表测量定值电阻时，当指针处在表盘 附近时读数较为准确些。欧姆表的刻度是 的，因此用欧姆表测电阻只是一种粗略的测量。测电阻时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不要用手接触表笔 端。每换用欧姆档的另一量程时，必须重新进行 。实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至 档或交流电压最高档。如果表长期不用，应取出表内的电池。
二、用多用电表测量二极管的正反向电阻
（1）判断二极管的单向导电性
①将二极管、小灯泡、电键、直流电源按左下图所示电路连接起来，闭合电键S ，给二极管加正向电压，可以看到小灯泡正常发光.
②将二极管、小灯泡、电键、直流电源按右下图所示电路连接起来，闭合电键S ，给二极管加反向电压，可以看到二极管不发光.
③实验结论：二极管具有单向导电性，且二极管的左端为正极。（记住）
（2）测正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡（如“×10Ω”挡），把两表笔直接接触，调节调零旋钮，使指针指着“0Ω”。将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，即黑表笔接触图中的___________点。把读的欧姆数乘以欧姆挡的倍率（如10
），即为二极管的正向电阻。
测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡（如“×1000Ω”挡），变换挡位后。要把两表笔再次直接接触，调节调零旋钮，使指针指着“0Ω”。将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，即黑表笔接触图中的___________点。把读的欧姆数乘以欧姆挡的倍率（如1000），即为二极管的反向电阻。
说明:二极管的反向电阻比正向电阻大很多，通常，锗材料二极管的正向电阻值为1k Ω左右，反向电阻值为300m Ω左右。硅材料二极管的电阻值为5k Ω左右，反向电阻值为（无穷大）。正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电特性越好。
实验中可以二极管的反向电阻比正向电阻大很多这一特点来判断二极管的正负极。
三、使用多用电表探索黑箱内的电学元件
判断黑箱内元件的思路：
① 首先用多用电表电压挡探测黑箱子是否有电源.
② 如果有电源，则用多用电表的电压挡探测黑箱子外任意两接点电压，根据电压关系判定黑箱内电源的位置及各接点电阻关系，从而分析出黑箱内各元件的连接情况. ③ 如果没有电源，则直接用多用电表的欧姆挡测量任意两点间的电阻值，根据所测
量的电阻值，分析任意两点间各是什么元件及其连接情况.
经典例题：
1．用多用电表的欧姆挡测某一电阻的阻值时，分别用×1、×10、×100三个电阻挡测了三次，指针所指的位置如下图所示．
其中①是用________挡，②是用
________挡，③是用________挡，为提高测量的精确度，应该用________挡，被测电阻阻值约为________．
2．一只多用电表的测电阻部分共分R ×1、R ×10、R ×100、R ×1k四档，表面电阻刻度如下图(a)所示，某学生用这只多用电表来测一个电阻的阻值，他选择R ×100挡，并按使用规则正确的调整好了多用电表，测量时表针的偏转如图(b)，为使测量结果尽可能准确，他决定再测量一次，再次测量中，他应选择的是________挡；在后面所给的几个操作步骤中，不需要进行的是________(填步骤前的字母代号) ；在应该进行的操作步骤中，按顺序应选①________②________③________④________⑤________(填步骤前的字母代号)
A ．把两根表笔短接
B ．将选择开关旋转到上面所选择的量程上
C ．将选择开关旋转到交流电压的最高挡
D ．在两表笔分离的情况下，调节电表的调整定位螺丝，使指针指在最左端零位 E ．把两根表笔分别与待测电阻两端接触，指针稳定后读出电阻值
F ．调节欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上
3. 下图所示为一个正在测量中的多用电表表盘．
1) 如果是用直流10 V 挡测量电压，则读数为
________V；
(2)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为
________Ω；
(3)如果是用直流5 mA 挡测量电流，则读数为
________mA.
4. 用已调零且选择开关指向电阻挡“×10”位置的
多用电表测某电阻的阻值，根据如下图所示的表盘，被测电阻的阻值为________Ω. 若将
该表的选择开关置于1 mA挡测电流，表盘仍如下图所示，则被测电流为________mA.
5．(2009·中山高二检测) 下图是某同学连接的实验实物图，闭合开关S 后，发现A 、B 灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：
①那么选择开关应置于下列量程的________挡．(用字母序号表示)
A ．2.5V B ．10V
C ．50V D．250
②在测试a 、b 间直流电压时，红表笔应接触______．(填a 或b )
③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是________．(假设只
A. 灯A 断路c 、d 段断路 D．d 、
f 段断路
(2)用欧姆挡检查：
①测试前，应将开关S________(填断开或闭合)
②测量结果如下表所示，由此可以断定故障是______．
A. 灯A 断路 B．d 、e 间导线断路
第七章 恒定电流
第一节 知识梳理
一、电流
1. 形成电流的条件：一是 二是 . 2. 电流的三个表达式
定义式： 决定式： 微观表达式： 1．电源
电源是通过 做功把其他形式的能转化为电势能的装置．
二、电动势
(1)定义：在电源内部从负极到正极移送正电荷 跟被移送的 的比值叫做电源的电动势．
(2)公式：E ＝，电动势在数值上等于非静电力把 在电源内部从负极移送到正极所做的功．
(3)单位：在国际单位制中为 ，简称伏，符号为V. (4)标量：电动势只有大小，没有方向．但电源有 极．
(5)物理意义：描述电源把其他形式的能转化为电势能 的物理量．
W q
三、欧姆定律
(1)内容：导体中的电流跟导体两端的 成正比，跟导体的 成反比． (2)表达式：I ＝ .
(3)适用条件：实验表明，除金属外，欧姆定律对 也适用，对气体导体和半导体元件不适用． 2．导体的伏安特性曲线
(1)伏安曲线：在实际应用中，常用纵坐标表示 、横坐标表示 ，这样画出的I —U 图象叫做导体的伏安特性曲线．
(2)线性元件：金属导体在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的，它的伏安特性曲线是 的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件．
(3)非线性元件：伏安特性曲线不是过原点的直线，也就是说，电流与电压 正比，这类电学元件叫做非线性元件(例如：气体和半导体) ．
四、串联电路和并联电路的电流
1．串联电路各处的 相等，即I 0＝ .并联电路的总电流等于 ，即I 0＝ . 2．串联电路与并联电路的电压
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即 . 并联电路的总电压与各支路电压 ，即 . 3．串联电路和并联电路的电阻
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R ＝ . 并联电路总电阻的倒1111
数等于各支路电阻的 ＋„＋.
R R 1R 2R n
4．电压表和电流表
(1)电流表G(表头) 主要参数有三个：
①电流表G 的电阻 ，通常叫做电流表的
②指针偏转到最大刻度时的电流 ，叫做电流表G 的 ，也叫电流表G 的 ③电流表G 通过满偏电流时，加在它两端的电压 叫做 ，也叫 由欧姆定律 可知，电流表G 的 一般都比较
(2)当改成量程为U 的电压表时，应串联一个电阻R ，因为串联电阻有分压作用，因此叫 ，电压表的总电阻：R V ＝ .
(3)当改成量程为I 的电流表时，应并联一个电阻R ，因为并联电阻有分流作用，因此叫 ，电流表的总电阻为R A ＝ 五、电阻及电阻定律 1、电阻
（1）电阻的两个表达式
定义式： ， 决定式： （2）电阻的物理意义： 。 2、电阻定律 （1）内容 。 （2）表达式 。 3、电阻率
（1）计算式
（2）物理意义：反映导体的 ，是表征 的物理量。 （3）电阻率与温度的关系
金属： 半导体： 一些合金： 超导体： 六、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路组成
①外电路： 的电路，在外电路中，沿电流方向电势 ， ②内电路： 的电路，在内电路中，沿电流方向电势
。 (2)闭合电路中的能量转化
如图所示，电路中电路为I ，在时间t 内， 等于内外电路中电能转化为其他形式能的总和，即EIt ＝ . (3)闭合电路的欧姆定律
①内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 ②公式：I ＝ .
③适用范围： 电路．
④常用的变形公式及适用范围：E ＝ .
2．路端电压与负载的关系 (1)路端电压与电流的关系
(2)路端电压随外电阻的变化规律
①外电阻R 增大时，电流I ，外电压U ，当R 增大到无限大(断路) 时，I ＝ ，U ＝ .
②外电阻R 减小时，电流I ，外电压U ，当R 减小到零时，I ＝，U ＝ .
七、电功、电功率和电热 1．电功 (1)实质
导体中的 对自由电荷的静电力做功，把 转化为 的能． (2)表达式W ＝. 2．电功率
(1)物理意义：表示电流做功 (2)定义：
W
(3)公式及单位：P ＝t ＝ ，其单位为 3．焦耳定律
(1)焦耳定律：电流通过导体时产生的热量(内能) 跟电流的 成正比，跟导体的 成正比，这一规律叫做焦耳定律．公式表示为Q ＝ .
(2)热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，计算公式为P ＝(3)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的(4)非纯电阻电路：像含有在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为 等其他形式的能量．
1. 各部分功率关系分析
由EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt 知
P 电源＝EI ⎧⎪2
EI ＝I 2R ＋I 2r ⎨P 外＝I R 2．电源的输出功率：当外电路为纯电阻电路时讨论如下
⎪⎩P 内＝I 2r (1)电源的输出功率
E
r
P 出＝I 2R ＝
E 2R ＋r
2
R E 2R R －r
2＋4Rr
＝
E 2R －r R
2
4r
由此可知当R ＝r 时，电源有最大输出功率P 出max ＝.
4r (2)P 出与外电阻R 的函数关系图象
图象分析R r 时，R 越大，P 出越小R ＝r 时，
E 2
E 2
P 出＝
4r
(3)电源的效率
P 出IU 外U 外IR R 1η＝P IE E ＝＝r R 越大，电源的效率越高 IR ＋r R ＋r
1＋R 八、多用电表 1、欧姆表
(1)原理
依据 制成的，它是由 改装而成的． (2)内部构造
由 三部分组成． (3)测量原理
如图所示，当红、黑表笔接入被测电阻R x 时，通过表头的电流I ＝ 改变R x ，电流I 随着改变，每个R x 值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I 值对应的 值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值． 2、多用电表 (1)用途
共用一个表头，可分别测量 等物理量． (2)最简单的多用电表原理图
如图所示，当单刀多掷开关接通1时，可作为 使用，接通2
时，可作为
使用，接通3
时，可作为 使用．
(3)外形构造如图所示，选择开关周围有不同的测量功能区域及 ，选择开关旋到不同的位置，多用电表内对应的仪表电路被接通，就相当于对应的仪表，在不使用时，应把选择开关旋转到 .
九、三种门电路
1. 与门 2. 或门 3. 非门
第二节 恒定电流 习题课(一)
1．关于电阻率，下列说法中不正确的是
．．．
A . 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好
B. 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大
C. 所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为
零
D. 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻
2．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab =10 cm, bc =5 cm ，当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流为1 A；若将C 与
D 接入电压为U 的电路中，则电流为
A .4 A B.2 A
C.
1
A
2
D.
1 A 4
3．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等. 停电时，用多用电表测得A 、B
间的电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，如图10—1—6所示. 则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是
U
2
A. P =I R B. P =
R
2
C . P =IU
D. 以上公式都可以
4．一盏电灯接在恒压的电源上，其功率为100 W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9 W
，那么这时电灯实际消耗的电功率将 A. 等于91 W
B . 小于91 W C. 大于91 W D. 条件不足，无法确定
5．额定电压都是110 Ｖ，
额定功率P A =100 W，P B =４0 W的A 、Ｂ两个灯，接在220 Ｖ的电路中，使电灯都正常发光，又使电路消耗的电功率最小的连接方式是3中的（
）
A B D C
6. 关于电压、电阻，下面说法错误的是（ ）
A ．跟据U=IR可知电流通过导体形成的电势降落等于IR
B ．不考虑温度的影响，导体的电阻与两端的电压及电流强度无关
C ．对导线来说(远距离输电除外) ，因为电阻极小，所以电流通过导线的电势降落可以忽略
D ．电压是形成电流的唯一条件 7．金属导体内电流强度增强，是因为（ ）
A．导体内单位体积的自由电子数增多 B ．导体内自由电子定向移动的速率增大 C．导体内电场的传播速率增大 D．导体内自由电子的热运动速率增大 8．两电阻R 1和R 2的电流I 电压U 的关系图线如图所示, 可知两电阻的大小之比R 1∶R 2等于：
A ．1∶3 B．3∶1 C．1∶
D ．1∶4
9．两只额定电压相同，额定功率之比为2∶1的电灯，若把它们串联在电路中，则它们实 际消耗的功率之比为（ ）
A．2：1 B ．1：2 C．4：1 D. 1：4
10．阻值为R l 的电热煮水器浸入壶中，接上稳压电源用以煮水，经时间t 1后煮沸．改用阻值为R 2的电热煮水器接上同一电源，则经t 2时间才能把同样的水煮沸. 若将两个电热器串联起来，接上同一电源，把同样的水煮沸，所用的时间为： A . t 1+t 2 B.
t 1+t 2t t
C.t 1t 2 D.12 2t 1+t 2
11．如图甲所示电路中，电流表A 1与A 2内阻相同，A 2与R 1串联．当电路两端接在电压
恒定的电源上时，A 1的示数为3A ，A 2的示数为2A ；现将A 2改为与R 2串联，如图乙所示，再接在原来的电源上，那么：
（ ） A ．A 1示数必增大，A 2示数必增大
B ．A 1示数必增大，A 2示数必减小 C ．A 1示数必减小，A 2示数必增大 甲 乙
D ．A 1示数必减小，A 2示数必小
12．某实验小组用三只相同的小灯泡，连线如图10－1－5所示电路，
研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是（ ）
A ．K 2断开，K 1与a 连接，三只灯泡亮度相同
B ．K 2断开，K 1与b 连接，三只灯泡亮度相同 a C ．K 2闭合，
K 1与a 连接，三只灯泡都发光，L 1、L 2亮度相同
1 D ．K 2闭合，K 1与b 连接，三只灯泡都发光，L 3亮度小于L
2的亮度
13．有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流为0.4 A ，若把电动机接入2.0 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A ，求电动机正常工作时的输出功率多大? 如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大?
14．如图所示是电饭煲的电路图，S 1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到103℃时，会自动断开，S 2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，定值电阻R 1=R 2=500Ω，加热电阻丝R 3=50Ω，两灯电阻不计。计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。
第三节 恒定电流 习题课(二)
1．关于电流强度的概念，下列叙述中正确的有：（ ）
A ．通过导线截面的电量越多，电流强度越大； B ．电子运动的速率越大，电流强度越大；
C ．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流强度越大； D ．因为电流有方向，所以电流强度是矢量.
2．一根均匀的电阻丝其电阻为R ，在温度不变的情况下，下列情况中其电阻值仍为R 的是（ ）
A. 长度不变，截面积增大一倍； B. 截面积不变，长度增大一倍； C. 长度和截面积都缩小一倍； D. 长度和截面半径都增大一倍.
3．电阻Ｒ1＝4Ω和Ｒ2＝9Ω串联起来接在电路中, 要使两电阻上消耗的电功率相等, 以下
可行的办法是（ ）
Ａ. 在Ｒ1上串一个5Ω的电阻 Ｂ. 在Ｒ1上并一个5Ω的电阻 Ｃ. 在Ｒ2上并一个4Ω的电阻 Ｄ. 在Ｒ2上并一个18Ω的电阻
4. 在如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2 Ω，电流表内阻不计，在B 、C 两点间加上6 V的电压时，电流表的读数为( ) A ．0 B ．1 A
C ．1.5 A D ．2 A
5. 如图所示电路，电源内阻不可忽略，R1＝10Ω，R2＝8Ω. 当电键扳到位置1时，电压表示数为2.0V ；当电键扳到位置2时，电压表示数可能是（ ） A ．2.2V B ．1.9V
C ．1.7V D ．1.4V
6. 如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U 与通过它们的电流I 的关系图象，下列说法中正确的是 （ ） A ．路端电压都为U 0时，它们的外电阻相等 B ．电流都是I 0时，两电源的内电压相等 U C ．电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D ．电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻 0
7. 如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P 向右端移动时，下面说法中正确的是( )
A. 电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大。 B. 电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小。 C. 电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大。 D. 电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小。
8. 如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad=0，Ucd=6 V，Uab=6 V，由此可以断定( ) A.L 1和L 2的灯丝都断了 B.L 1的灯丝断了 C.L 2的灯丝断了 D. 变阻器R 断路
9. 将规格为“6 V，6 W”和“6 V，4 W”的A 灯和B 灯接入电压为12 V的电路中，既要使两灯都能正常发光，又要使整个电路消耗的电功率最小，如图所示的四种接法最合理的是( )
10. 在如图(甲) 所示的电路中，电源电动势为3.0 V ，内阻不计，L 1、L 2、L 3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙) 所示．当开关S 闭合后( ) A ．L 1电流为L 2电流的2倍 B ．L 1上的电流为0.20 A C ．L 2上的电流为0.20 A D ．此时L 2的电阻为12 Ω
11．如图所示，灯
L 上标有200W 字样，电动机D 上标有2000W 字样，当在A 、B 两端加上220V 电压时，灯和电动机均正常工作，求：电灯正常工作时的电阻。
12. 一电流表内阻R g =1kΩ，满偏电流I g =100μA，要把它改装成量程为3V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程为0. 6A 的电流表，应并联一个多大的电阻？
13．在图甲所示电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100Ω，R 2的阻值未知，R 3是一滑动变阻器，当其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I 的变化图线如图乙．其中图线上的A 、B 两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的．求：
(1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电阻R 2的阻值；
(3)滑动变阻器R 3的最大值．
14. 如图所示的电路中，电源电动势E=6.00 V ，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为R 1=2.4 kΩ、R 2=4.8 kΩ，电容器的电容C=4.7 μF 。闭合开关S ，待电流稳定后，用电压表测R 1两端的电压，其稳定值为1.50 V。 (1)该电压表的内阻为多大？
(2)由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？
第四节 实验：测定金属的电阻率
（一）实验目的：
1. 掌握电阻定律； 2.掌握伏安法测电阻； 3.学会使用螺旋测微器. （二）实验原理： R=ρ
l 12，S=πd S 4
（三）实验器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻
器；电键；被测金属导线；导线若干.
（四）实验步骤：
1. 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. 按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. 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. 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键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，记入记录表格内，断开电键S. 求出导线电阻R 的平均值.
RS d 2U
5. 将测得R 、l 、d 的值，代入电阻率计算公式ρ= =中，计算出金属导线
l 4lI
的电阻率.
6. 拆去实验线路，整理好实验器材. （五）注意事项
(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，实验电路必须
采用电流表外接法．
(2)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，亦即电压表并入两点间的部分为待测导线长度．测量时应将导线拉直．
(3)闭合电键S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置． (4)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I 的值不宜过大(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过高，造成其电阻率在实验过程中增大.
(5)求R 的平均值可用两种方法：第一种是用R ＝U ／I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象U —I （图线）的斜率来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.
典型例题
1. 一阻值约为30 kΩ的电阻R ，欲用伏安法较准确地测出它的阻值. 备选器材有:
A. 电源(E=16 V,r=2 Ω); B.电源（E=3 V,r=0.5 Ω）;
C. 电压表（量程0～15 V,内阻50 kΩ）; D.电压表（量程0～3 V,内阻10 kΩ）; E. 电流表（量程0～500 μA, 内阻500 Ω）； F. 电流表（量程0～1 mA,内阻250 Ω）； G. 滑动变阻器（阻值0～200 Ω）; H. 电键一只，导线若干.
(1)从上述器材中选出合适的有用的器材____________：.(用字母表示) (2)在方框中画出实验电路图.
2. 在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示. 可知该金属丝的直径
-3
d=______________×10 m.
3.. 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1 000 Ω）：电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0 V;
电压表
V 1，量程为1.5 V，内阻r 1=750 Ω；电压表V 2，量程为5 V，内阻r 2=2 500 Ω；滑线变阻器R ，最大阻值约为100 Ω；单刀单掷开关K ，导线若干.
（1）测量中要求电压表的读数不少于其量程的
1
，试画出测量电阻Rx 的一种实验3
电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）.
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.
（3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示Rx 的公式为Rx=______________________.
第五节 实验：测绘小灯泡的伏安曲线
1、实验器材：小灯泡(2.5 V,0.5 W)(3 V)、开关、导线若干．
2、实验原理：为小灯泡提供两端能从零连续变化的电压，连成如图所示的电路．(在虚线方框内画出滑动变阻器的连接电路) 3、实验步骤：
①按图连好电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片应滑至 端(选填“左”或“右”)；
②闭合开关，右移滑片到不同的位置，并分别记下
和 的多组数据；
③依据实验数据在坐标纸上作出小灯泡的 曲线．
1. 实验电路的确定
(1)电流表的内、外接：由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表外接法． (2)滑动变阻器的接法：描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要从坐标原点开始的连续变化的电压，因此滑动变阻器要采用分压式连接，实验电路图如图所示． 2．实验过程三方面
特别提醒
调节电压时不要超过小灯泡的额定电压.
坐标系标度要合理选取，尽量使描出的图象占据坐标纸的大部分.
小灯泡电压、电流变大时，电阻变大，伏安特性图线是曲线. 连线时要用平滑的曲线，不能连成折线.
1、用下图所示的器材通过实验来研究某电学元件Z 的伏安特性曲线．已知电压表的内阻远大于该电学元件的电阻．
(1)若要求加在电学元件上的电压从零开始逐渐增大，请画出实验原理图． (2)将上图中仪器连成实物连接图．
利用这些数据绘出的该电学元件的伏安特性曲线如下图甲所示．
请根据这些数据和图线回答下列问题：
①该电学元件的电阻随电压U
的变大而________(填“变大”、“变小”或“不变”)． ②若把该电学元件接入如上图乙所示的电路中时，电流表的读数为0.070 A，已知A 、B 两端电压恒为1.5 V，则定值电阻R 0的阻值为________Ω.
2、有一小灯泡上标有“6V ，0.1A ”字样，现要描绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用
A 电压表（0~3V，内阻2.0kΩ） B 电压表（0~10V，内阻3.0kΩ） C 电流表（0~0.3A，内阻2.0Ω） D 电流表（0~6A，内阻1.5Ω） E 滑动变阻器（2A ，30Ω） F 滑动变阻器（0.5A ，1000Ω）
G 学生电源（直流9V ），及开关，导线等
（1）实验中所用的电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 （2）在右方框中画出实验电路图，要求电压从开始测量 ．．．．．0．．．．．
第六节 实验：测定电源的电动势和内阻
实验目的 掌握测定电池的电动势和内电阻的方法。
实验原理 用电流表和电压表测出电流和路端电压，再闭合电路欧姆定律来求出电池的电动势和内阻。
实验器材 被测电池（干电池）、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等。
实验步骤
1. 确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好； 2. 把变阻器的滑动片移到一端使连入电路和阻值最大；
3. 闭合电键、调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数； 4. 用同样方法测量并记录几组I 、U 值；
5. 断开电键，整理好器材；
6. 根据测得的数据绘制U-I 图线，所得图线的延长线与轴交点即为电动势，图线斜率的绝对值即为电池的内阻，也可用解方程组的方法计算出的值。 实验结论
通过设计电路，分别用电流表和电压表测出电路电流和路端电压，根据闭合电路欧姆定律即可求出电池的电动势和内电阻。由实验的电路图通过两次测量可解得电池内阻：
，电动势： 。也可以多测几组数据，通过U-I 图像求
解。所得图线的延长线与U 轴交点即为电动势，图线斜率的绝对值即为电池的内阻。 实验考点
本实验是电学中的重要实验之一，涉及到电路的设计和连接、器材的选择、数据的处理、误差的分析等问题，这些都是电学实验中常考的内容。此外，本实验还会有多种变式，如除了用伏安法测定电池的电动势和内电阻外，还可以用电阻箱代替安培表与滑线变阻器或用电阻箱代替伏特表和滑线变阻器完成该实验。 经典考题
1、在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，一位同学记录了6组数据（如下表）。
（1）根据数据选定下列供选用仪器，并按本实验要求：
电流表量程选_____A，电压表量程选______V。滑动变阻器选___________Ω。 ①干电池（U=1.5V）；
②直流电流表（0~0.60A挡，内阻0.1Ω），（0~3.00A挡，内阻为0.02Ω）； ③直流电压表（0~3.00V挡，内阻5kΩ），（0~15.0V挡，内阻为25kΩ）； ④滑动变阻器（0~10Ω，允许最大电流为1.00A ）；
⑤滑动变阻器（0~1000Ω，允许最大电流0.60A ）； ⑥开关一个，导线若干。
在图1实物图中按所选规格连线。
（2）根据记录数据在图2所示的坐标纸上作U-I 图线，并根据图线求出E=______，r=___________。
2、如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值ε和r 与真实值ε0和r 0相比较，正确的是（ ）
A. ε=ε0，r=r0 B. ε>ε0，rr0 D. ε>ε0，r>r0
3、在做测量干电池的电动势和内电阻的实验时，备有下列器材可供选用： A. 干电池一节（电动势约1.5V ）；
B. 直流电流表（量程为0~0.6A~3A，0.6A 挡内阻为0.10Ω，3A 挡内阻为
0.025Ω）； C. 直流电压表（量程为0~3V~15V，3V 挡内阻为5kΩ，15V 挡内阻为25kΩ）； D. 滑动变阻器（阻值范围为0~15Ω，允许最大电流为1A ）；
E. 滑动变阻器（阻值范围为0~1000Ω，允许最大电流为0.5A ）；F. 开关；G. 导线若干根；H. 电池夹。
（1）将选定的器材按本实验要求的电路（系统误差较小），在图1所示的实物图上连线。
（2）如图2所示，电流表指针停止在图示位置，量程取
0.6A 挡时读数为______；量程取
3A 挡时读数为______。 电压表指针停在图2所示位置，量程取3V 挡时读数为_____；量程取15V 挡时读数为
_______。
（3）根据实验记录，画出的U-I 图象如图3所示，可得待测电池的内电阻为______Ω。
（4）按本实验要求的电路测出的_____
和 与真实值比较： _______ ，
。（填“>”、“
第七节 实验：练习使用多用电表
【学习目标】
1. 会使用多用电表测量电压、电流和电阻
2. 会使用多用电表测量二极管的正、反电阻，并据此判断二极管的正、负极。 3. 会用多用电表探索黑箱中的电学元件 一、使用多用电表测量电压、电流和电阻
使用前应先进行______________，使指针指_______端零刻线。 1．用多用电表测量小灯泡的电压
用直流电源对小灯泡正常供电。将多用电表的选择开关旋至_______电压挡，其量程应_______小灯泡的两端电压的估计值。
用两表笔分别接触灯泡两端的接线柱，红表笔接触点的电势应比黑表笔__________，根据表盘上相关量程的直流电压标度读数，这就是小灯泡两端的电压。 2．用多用电表测量通过小灯泡的电流
在用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_______挡，其量程应_________通过小灯泡的电流的估计值。把多用电表__________在刚才卸开的电路中，电流应从___________流入电表。闭合开关，根据表盘上相关量程的直流电流标度读数，这就是小灯泡两端的电流。
3．使用多用电表测量定值电阻
使用多用电表测量定值电阻时，当指针处在表盘 附近时读数较为准确些。欧姆表的刻度是 的，因此用欧姆表测电阻只是一种粗略的测量。测电阻时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不要用手接触表笔 端。每换用欧姆档的另一量程时，必须重新进行 。实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至 档或交流电压最高档。如果表长期不用，应取出表内的电池。
二、用多用电表测量二极管的正反向电阻
（1）判断二极管的单向导电性
①将二极管、小灯泡、电键、直流电源按左下图所示电路连接起来，闭合电键S ，给二极管加正向电压，可以看到小灯泡正常发光.
②将二极管、小灯泡、电键、直流电源按右下图所示电路连接起来，闭合电键S ，给二极管加反向电压，可以看到二极管不发光.
③实验结论：二极管具有单向导电性，且二极管的左端为正极。（记住）
（2）测正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的欧姆挡（如“×10Ω”挡），把两表笔直接接触，调节调零旋钮，使指针指着“0Ω”。将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，即黑表笔接触图中的___________点。把读的欧姆数乘以欧姆挡的倍率（如10
），即为二极管的正向电阻。
测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡（如“×1000Ω”挡），变换挡位后。要把两表笔再次直接接触，调节调零旋钮，使指针指着“0Ω”。将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，即黑表笔接触图中的___________点。把读的欧姆数乘以欧姆挡的倍率（如1000），即为二极管的反向电阻。
说明:二极管的反向电阻比正向电阻大很多，通常，锗材料二极管的正向电阻值为1k Ω左右，反向电阻值为300m Ω左右。硅材料二极管的电阻值为5k Ω左右，反向电阻值为（无穷大）。正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电特性越好。
实验中可以二极管的反向电阻比正向电阻大很多这一特点来判断二极管的正负极。
三、使用多用电表探索黑箱内的电学元件
判断黑箱内元件的思路：
① 首先用多用电表电压挡探测黑箱子是否有电源.
② 如果有电源，则用多用电表的电压挡探测黑箱子外任意两接点电压，根据电压关系判定黑箱内电源的位置及各接点电阻关系，从而分析出黑箱内各元件的连接情况. ③ 如果没有电源，则直接用多用电表的欧姆挡测量任意两点间的电阻值，根据所测
量的电阻值，分析任意两点间各是什么元件及其连接情况.
经典例题：
1．用多用电表的欧姆挡测某一电阻的阻值时，分别用×1、×10、×100三个电阻挡测了三次，指针所指的位置如下图所示．
其中①是用________挡，②是用
________挡，③是用________挡，为提高测量的精确度，应该用________挡，被测电阻阻值约为________．
2．一只多用电表的测电阻部分共分R ×1、R ×10、R ×100、R ×1k四档，表面电阻刻度如下图(a)所示，某学生用这只多用电表来测一个电阻的阻值，他选择R ×100挡，并按使用规则正确的调整好了多用电表，测量时表针的偏转如图(b)，为使测量结果尽可能准确，他决定再测量一次，再次测量中，他应选择的是________挡；在后面所给的几个操作步骤中，不需要进行的是________(填步骤前的字母代号) ；在应该进行的操作步骤中，按顺序应选①________②________③________④________⑤________(填步骤前的字母代号)
A ．把两根表笔短接
B ．将选择开关旋转到上面所选择的量程上
C ．将选择开关旋转到交流电压的最高挡
D ．在两表笔分离的情况下，调节电表的调整定位螺丝，使指针指在最左端零位 E ．把两根表笔分别与待测电阻两端接触，指针稳定后读出电阻值
F ．调节欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上
3. 下图所示为一个正在测量中的多用电表表盘．
1) 如果是用直流10 V 挡测量电压，则读数为
________V；
(2)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为
________Ω；
(3)如果是用直流5 mA 挡测量电流，则读数为
________mA.
4. 用已调零且选择开关指向电阻挡“×10”位置的
多用电表测某电阻的阻值，根据如下图所示的表盘，被测电阻的阻值为________Ω. 若将
该表的选择开关置于1 mA挡测电流，表盘仍如下图所示，则被测电流为________mA.
5．(2009·中山高二检测) 下图是某同学连接的实验实物图，闭合开关S 后，发现A 、B 灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：
①那么选择开关应置于下列量程的________挡．(用字母序号表示)
A ．2.5V B ．10V
C ．50V D．250
②在测试a 、b 间直流电压时，红表笔应接触______．(填a 或b )
③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是________．(假设只
A. 灯A 断路c 、d 段断路 D．d 、
f 段断路
(2)用欧姆挡检查：
①测试前，应将开关S________(填断开或闭合)
②测量结果如下表所示，由此可以断定故障是______．
A. 灯A 断路 B．d 、e 间导线断路