2019-2020年高中物理二轮总复习电表的改装及电表内阻的测量教案解答“电表的改装及电表内阻的测量”一类试题，主要掌握以下内容：
电表可以看成是能展示自身电流或电压值的电阻，测定其内阻的方法有伏安法R=，替代法、半偏法.
I 高考最新热门题
1 (典型例题)为了测定电流表A1的内阻，采用如图21-2-1(甲)所示的电路．其中A1是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100；
A2是标准电流表，量程是200μA；
R1是电阻箱，阻值范围0～999.9；
R2是滑动变阻器；
R3是保护电阻； E是电池组，电动势为4 V，内阻不计；
S1是单刀掷开关，S2是单刀双掷开关．
(1)根据电路图22-2-1(甲)，请在图21-2-1(乙)中画出连线，将器材连接成实验电路．
(2)连接好电路，将开关S2扳到接点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S
2扳到接点b外，保持R2不变，阻箱各旋钮的位置21-2-1(丙)所示，电阻箱R1，的阻值是
_____ ，则待测电流表A1的内阻 Rg=________.
(3)上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提
供的四个电阻中，保护电阻R3应选用________：(填写阻值相应的字母)．
A．200k B．20k C．15k D．20
(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器_______(填写阻值相应的字母)是最佳选择． A．1k B．5k C．10k D．25k 命题目的与解题技巧：本题是一个测量性实验，采用比较法测出电流表的内阻．考查考生电路
器材的连接，电阻箱示数读法，滑线变阻器和保护电阻的选择的能力．考查考生应用欧姆定律的原
理测量电流表的内阻的能力．
[解析] (1)略
(2)电阻箱R1的读数：100×0+10×8+1×6+0.1×3=86.3
S2板到b后，相当于用R1代替A1，由于A2示数不变，故二者等值．
(3)由题意知，电阻总阻值为R总= =27k，抛去R2、R1及A1的内阻，R3选20 k的比较好．
(4)根据第(3)问的分析，R1小于7 k，A2示数有可能超过150μA，R1，太大(25k)则阻值用不了，使用不方便，故取C
[答案] (1)图21-2-2 (2)86.3 86.3 (3)B (4)C
2 (典型例题)现有二块59C2型的小量程电流表C(表头)，满偏电流为50 μA，内阻约为800～850，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表．
可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20；滑动变阻器R2，最大阻值100k电阻箱R1，最大阻值9 999，定值电阻R O，阻值1k；
电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5 V；(所有电池内阻均不计)
标准电流表A，满偏电流1.5 mA；
单刀单掷开关S
1和S2，单刀双掷开关S3，电阻丝及导线若干．
(1)采用如图21-2-3(甲)所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动
变阻器为_____；选用的电池为 _________
(2)将C改装成两量程电流表，现有两种备选电路，示于21-2-3(乙)和21-2-3(丙)图
______为合理电路，另一电路不合理的理由是______
(3)将改装后的电流表与标准电流表逐一进行核对(仅核对1 mA量程)，画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用■来表示．
答案:(1)① R2(或最大阻值100kll)② J3(或电动势4．5 V)
(2)①乙②图D 21-8电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表
头的电流超过其满偏电流而损坏．
(3)如图D 21-8
指导：本题要求把一个微安表改装为双量程的毫安表，考查考生是否理解用半偏法
测电流表内阻的原理，能否联系实际操作，应用欧姆定律的原理合理选取双量程的
电流表电路。
(1)依半偏法原理须在闭合S2，前后使干路电流保持不变，因而要保证R?R′，应选R2；在这种情况下仍要保证总电流I不变，需用的电源电动势较大，故应选E3．
(2)略
(3)要核对改装后的电流表，应把它与标准电表串联；为从0开始校时，应接成分压电路。
3 (典型例题)实验室中现有器材如实物图21-2-4(a)所示，有：电池E、电动势约10 V、内阻约1；
电流表A1、量程10A、内阻r1约为0.2；
电流表A2、量程300 mA、内阻r2约为5；电流表A3、量程250mA、内阻r3约为5；
电阻箱R1、最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1；
滑线变阻器R2、最大阻值100；开关S；导线若干．
要求用图21-2-4图(b)所示的电路测定图中电流表A的内阻
(1)在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻?
(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路．
(3)你要读出的物理量是_____，用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_______.
答案:(1)A2、A3 (2)若测r3，实物图如图D 21-9所示 (3) A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1
的阻值R x r3=
指导：(1)对所给器材的分析可以确定用分流电路测定，电流表A，的量程太大，按精确测量的要求，
它不能与另外两个电表配合使用，所以可以测定的是A1与A3电流表的内阻．(2)若测r3，实物图如图
D21-9．(3)需要读出A1、A3，两电流表的读数I2、I3和电阻箱
R1的阻值R x根据分流原理I3r3=(I2-I3)，解得r3=R X.
4 (典型例题)
(1)图21-2-5给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为
______mm．
(2)实验室内有一电压表■，量程为150 mV，内阻约为150．现要将其改装成量程为
10 mA的电流表，并进行校准，为此，实验室提供如下器材：干电池E(电动势为1.5 V)，电阻箱R滑线变阻
器R'，电流表■(有1.5 mA.15mA与150mA三个量程)及开关K． (a)对电表改装时必须知道电压■表的内阻可用图21-2-6的电路测量电压表的内阻．在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中电流表■应选用的量程是________.若合上K，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150 mV，电流表■的读数为
1.05A，则电压表的内阻Rmv为．(取三位有效数字)
(b)在对改装成的电流表进行校准对，把■作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给出符号或字母标注．图中电阻箱的取值是______(取三位有效数字)，电流表■应选用的量程是_________.
答案:1)6．124(6．123～6．125均可)
(2)(a)1．5 mA 143ll (b)如图D 21-10所示 16．8ll 15 mA
指导：(1)螺旋测微器的读数(以mm为单位)由固定尺上读出整数部分：6mm，可动尺上读出0．124mm(注意估渎)，然后加起来为：6．124mm．
(2)(a)由题目提供数据知，被测电压表的最大电流约为I m=，所以电流表选1．5mA，因而电表串联故二者电流相等，所以电压表内阻的准确值为R==143ll
(b)把量程1 mA 的电压表改成量程10mA 的电流表，并联的分压电阻R 分得了9mA 电流，因而其阻值为R==16．8ll ；用于校准的电流表量程应不小于改装后的电流量程10mA ，即15 mA ．
Ⅱ 题点经典类型题
1 (典型例题)如21-2-7，A 中电源电动势为E ，其内阻可以忽略，R 1为滑动变阻器，R 2为电阻箱，A 为
电流表．用此电路，经以下步骤可近似测得A 的内阻R A ：
①闭合S 1，断开S 2，调节R 1，使电流表读数等于其量程I o ；
②保持R 1不变，闭合S 2，调节R 2，使电源表读数等于，然后读出R 2的值，取R A ≈R 2.
(1)按图A 所示电路，在图B 所给出的实物图中画出连接导线． (2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即．试导出它与电源电动势E 、电流表量程I o 及电流表内阻只R A 的关系式．
命题目的与解题技巧：本题直接利用半偏法测电表内阻，考查实验原理、连接电路及误差分析
[解析] (1)电路如图21-2-8
(2)∵A A A O O A A R R R R R R I R I I R R R R R E I .2)2'('11222
21+=∴=-+= ①，又有②，联立①②得
[答案] (1)见解析
(2)
2 (典型例题)为了测量一个量程为3.0V 的直流电压表的内电阻只，(约几千欧)，可以采取21-2-9所示的电路．
(1)可供选择的实验步骤有：
A.闭合开关S
B ．将电阻箱R o 的阻值调到零
C.将电阻箱R o 的阻值调到最大
D ．调节电阻箱R o 的阻值，使电压表指针指示在1.5V ，记下此时电阻箱R O 的阻值
E ．调节变阻器只的滑片，使电压表指示3.0V
P ．把变阻器只的滑片P 滑到a 端
G ．把变阻器R 的滑片P 滑到b 端
H ．断开开关S
把必要的实验步骤选出来，并将各步骤的字母代号按合理的操作顺序排列在横线上________.
(2)若上述实验步骤D 中，读出R o 的阻值为3 600，则电压表内阻Rv=________ .
答案:(1)GBAEDH (2)3600 指导：这种半偏法测电阻的关键是保证路端电压不变的情况下，电压表与分压用的电阻箱平分路端电压．
(1)在闭合开关S 之前应先让分压器触头移至b 端，以保证被测部分在合上S 之后电压很小(为零)，当置R 0=0时合上 S ，使Ro 上的滑片向。端移动，直至电压表示数满偏，如果R V ? R ，那么在调R 0。增大的时候，分压部分就可以认为电压不变．
(2)根据串联电路分压关系：当电压表分得的电压减半，另一半必为R 0分得，故二者电阻相等
3 (典型例题)从表1中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A 1的内电阻r 1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据．
表1
(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用的器材的代号；
(2)若选测量数据中的一组计算r，，则所用的表达式为r=_______.
答案:①可考虑将两个电流表并联，如图D 21-11所示，两表中的电流可以由表直接读出，控制电路可用限流式，也可以用分压式，如图D 21-11所示．
指导：用伏安法测A1，的内阻r1，由于A1，可以显示自身的电流，所以只须再用一只合适的电流表测
出电压即可．
(1)被测电阻允许加的最大电压为Ul=I1·R1=0．4V，用量程为10V的电压表测量显然过大，而用电流
表A：测量时， A2的最大电压值为U2=I2r2=0．375 V，很合适．若滑动变阻器接成限流的形式，则电
路中点电阻的：R总==150ll，由保护电阻R1和滑变阻器串联使用，可以完成；因R2明显小于保护电阻R1，所以R2分压接法也可以．
(2)用A1、A2，并联，故：r1=
4 (典型例题)在电流表改装电压表的实验中，需要测量电流表的内阻Rg,测量电路图21—2—10(甲)所示．
(1)将图乙中的实验器材连成实验电路；
(2)如果此电流表的满偏电流为200gA，内阻测量值Ra=500，要把该表改装成量程为3 V的电压表，需_____联一个阻值为______的电阻；
(3)用标准电压表校对改装后的电压表时，改装的电压表读数比标准电压表读数偏_____.(填“大”或“小”) 答案:(1)图略 (2)串 14．5ll (3)小指导：由串联分压的知所以R g+R串=15×104ll=15kll
所以R串=15kll-500ll=14.5kll
因半偏法电阻测得的阻值比实会值小，所以改装所串的分压电阻偏大因恧人装后的电阻偏大，与标准电压表校对时应与标准表并联，改靖表因电阻偏大而电流偏小．即示数偏小．
Ⅲ新高考命题方向预测
1 在“把电流表改装为电压表的实验”中，需要利用21-2—11所示的电路测定电流表的内阻，步骤如
下：①接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满偏刻度；
②再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满偏刻度的一半；
③读出R2的阻值，即认为rg=R2.已知电流表满偏电流为500μA．其内阻约在100左右．
实验室配有可变电阻有：
A.电阻箱(0—10)
B．电阻箱(0—9 999)
C.滑动变阻器(0—200)
D．滑动变阻器(0—20k)
(1)电路图中R1选_____，R2应选_____.
(2)若上述实验中，读得R2的阻值为100，则电流表内阻的测量值和真实值相比______(填“偏大”或“偏小”)．
(3)若将此电流表改装成量程为2 V的电压表，应______联一个阻值为______ 的电阻．
答案:(1)D、B (2)偏小 (3)串 3900 指导：(1)“半偏法”测电流表的内阻时，必须满足滑动变阻器的阻值远大于电阻箱的取值，故R1应选D．R2的阻值应大于等于电流表的内阻，故R2应选B．
(2)当S2闭合后R2与r g并联的总电阻小于r g，此时干中中电流大于满偏电流入，因而通过R2的电流I2>，由并联电路的特点是I2R2=故R2>R g
(3)应串联一个电阻，由U=I g(R+r g)得
=3900
2 某同学设计了21—2—12所示电路测量量程为1V的电压表的内阻R v(R v在800～900之间)．实验方法和步骤如下：
①断开开关s，按图连接好电路
②把滑动变阻器的触头P滑动b端
③将电阻箱的阻值调到零
④闭合开关S
⑤调节滑动变阻器尺的阻值，使电压表的示数为1 V
⑥调节电阻箱R o的阻值使电压表示数为0.5 V，读出此时电阻箱R o的阻值，此值即为
电压表的内电阻R v的测量值
⑦最后断开开关S
实验室可供选择的实验器材有：
A.待测电压表
B．滑动变阻器，最大阻值1 000
C．滑动变阻器，最大阻值10
D．电阻箱，最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1
E．电阻箱，最大阻值99.9，阻值最小改变量为0.1
F.电源电动势约为6 V，内阻可忽略以及导线和开关等．
按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题： (1)要使用本方法测量得比较精确，而且使用仪器个数最少，除了电源、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的B、C、D、E 器材中选用 ____(用器材前面的序号字母表示)． (2)对于用上述方法测出的电压表内阻Rv的测量值R测和真实值R真及测量误差，下列说法正确的是
A．R测>R真
B．R测 C．若兄越大，测量值R测相对于真实值及真的误差就越大 D.若R v越大，测量值R测相对于真实值及真的误差就越小 (3)图21—2—13是本题提供选择的所有仪器的实物，按你的选择在图21—2—13中连成图21—2—12所示的测量电路． 答案:(1)CD (2)AD (3)如图021-12所示指导：(1)滑动变阻器为分压式接法应选C，待测电压表的内阻厅v在800～900 之间，电阻箱应选D. (2)因R v与R0串联的电阻增大，电路的总电阻增大，总电流减小，aP两端电压减小，Pb两端电压增大，通过Pb的电流增大，通过R v，的电流减小，而R v，与R=0。两端电压大于 0．5V，故R0的读数大于R v，的阻值，即R测>R真.若R v，越大，改变R0时时电路的影响越小，测量值R测相对于真实值 R真的误差越小． (3)如图D 2l-12所示． 3 现有完全相同的小量程电流表两只(电阻约为100)允许通过电流为1 mA，现有如下器材： 电源E1，电动势约1.5 V 滑动变阻器R1(0～100，1 A) 滑动变阻器R2(0～1700，0.3 A) 定值电阻R3(10) 定值电阻R4(典型例题) 电阻箱尺(0～9 999 ) 单刀双掷开关S1 开关S2和导线若干 (1)为尽可能精确测定■电阻，请画出设计电路． (2)所选用的器材(填仪器代号) (3)写出测量步骤： ①_________ ②_________ ③_________ ④_________ 答案:(1)如图D 21-13 (2)E 1、R 1、R 、S 1、S 2和导线 (3)见指导． 指导：(1)电流表内阻约为100ll ，允许通过电流为1mA ，故电流表两端最大电压为0．1 V ，滑动变阻器可选R 1，连接为分压电路，如图D 21-13所示． (2)所选用的器材E 1、R 1、S 1、S 2和导线． (3)步骤：①将R 1，滑片称到最左端． ②S 1接至1，闭合S 2，缓慢移R 1，滑片使两电流表示数为某一值(如0．8mA)． ③将R 调至最大，S 1接至2点，调节R 的值使○ G 1 ④电阻箱的示数等于电流表的阻值． 4 一只量程为150V 的电压表，内阻Rg=20×103 ，将一电阻只与该电压表串联后接到电压为110 V 的电路中，这时电压表的示数为5 V ，则电阻R 1__________； 串联只后，作为一只改装后的电压表，其量程为______. 答案: 420Kll ；3300 V 指导：当串联后所接电压U1=110 V 时 得 51020)5110()(31??-=?-=v g v U R U U R ll=420Kll 又由 得 U ′g 2019-2020年高中物理二轮总复习 电阻的串、并联反电流、电压、功率分 配教案 解答“电阻的串、并联及电流、电压、功率分配”一类试题，应了解以下几点： 1．根据串并联的特点，在串联电路中抓住电流相等，在并联电路中，抓住电压相等，是解题的常用的、方便的思路． 2．在计算功率分配问题时，还要注意区分实际功率与额定功率、电功率与热功率的区别v Ⅰ 高考最新热门题 1 (典型例题)两个额定电压为220V 的白炽灯L 1和L 2的U-I 特性曲线如图19-2-1所示，L2的额 定功率约为_____W ，现将L 1和L 2串联后接到220V 的电源上，电源内阻忽略不计，此时L 2的实际功率约为______W ． 命题目的与解题技巧：本题要考查串联电路的基本规律和功率的计算式P=UI 以及读图能力。不同 的电压下白炽灯电阻的阻值是不同的。所以本题的典型错误是解出某一个电压下的两灯的电阻(如220 V)R 1和R 2，再用公式：I(R 1+R 2)=220V 解出电流，最后用功率的计算式： R 2=I 2R 2计算灯L 2的功率． [解析] 由图可得，当L 2两端的电压为220V 时，流过它的电流为0.45 A ，所以L 2在220V 的电压下的功率为P=220V ×0.45 A=99 W ．两灯串联时的电流是相等的，两灯两端的电压之和为220V ．通过图像可以得到 在电流为0.25A 时上，灯两端的电压为 150V ，L 2两端的电压为70V ，两灯电压之和为220V ．即灯L 1和L 2串联后接到220V 的电源上时的电压应分别为150 V 和 70V ．这时L 2的功率为：70×O.25W=17.5W ． [答案] 99，17.5 2 (典型例题)如图19-2-2，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等，电池的内阻不计，开关K 接通后流过R2的电流是K 接通前的 4 1.31 .32 .21 .D C B A 答案： B 指导：如图，开关接通前流过R 2，的电流I 2=E/2R ，开关接通后流过R 2的电流 I ′2(E ÷3R/2)÷2=E/3R ，所以I 2/I ′2=(E/3R)÷(E/2R)=2/3 3 (典型例题)如19-2-3所示电路中Z 为电源，其电动势E=9.0V ，内阻可忽略不计，AB 为滑动变阻器．其电阻R=30；L 为一小灯泡，其额定电压U=6.0V ，额定功率P=1.8 W ；S 为电键．开始时滑动变阻器的触头位 于B 端，现在接通电键S ，然后将触头缓慢地向A 方滑动，当到达某一位置C 处时，小灯泡刚好正常发光，则CB 之间的电阻应为 A ．10 B ．20 C ．15 D ．5 答案： B 指导：本题考查考生对简单电路计算的掌握情况，要求掌握额定功率、串联分压知识。计算出小灯泡的工作电阻为R L ，正常工作时的电流为=0．3A ，当滑动变阻器的触头在C 点处，连人电路的是AC 段的电阻，此时小灯泡正常发光，则可以计AC 段的电阻为R AC =10，于是CB 之间的电阻为R AC =R -R AC 20 4 (典型例题)图19-2-4为甲、乙两灯泡的I-U 图像．根据图像．计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中，实际发光的功率约为 A.15 W ，30 W B ．30 W ，40 W C ．40 W ，60 W D.60 W ，100 W 答案： C 指导：由于甲、乙两灯泡并联在电压为220V 的电路中，则两灯的电压均为220V ，从图线中可直接查出，甲灯在电压为 220V 时的电流近似为18．5×10-2A ；乙灯在电压为220V 时的电流近似为28×10-2 A 由电功率公式P=UI ，可分别求出甲、乙两灯的功率近似为40W 和60W ，故C 项对． 5 (典型例题)下面列出了不同品牌电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断 (1)正常工作时，其中功率最大的是 (2)根据上题铭牌上提供的信息，判断在12h 内正常使用的电冰箱与连 续运转的电风扇消耗电能的情况是 A ．电冰箱比电风扇多 B ．电风扇比电冰箱多 C.电风扇与电冰箱一样多 D ．电冰箱比电风扇可能多，也可能少 答案：5.(1)D(2)B 指导：(1)显然正常工作时电视机功率为85W ，电冰箱的功率为70W ，电风扇的功率为65W ，空调机的功率为P=U ·I=1364W ，因此，功率最大的是空调机 (2)依据电冰箱铭牌可知，冰箱在12h 内耗电0．25kW ．h ，而电风扇在12h 内耗电W=P ·t=0．78kW ·h ，故B 项正确． Ⅱ 题点经典类型题 1 (典型例题)在如图19-2-5所示电路中，直流发电机E=250V ，r=3，R 1=R 2=1，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V ，额定功率为1 000 W ，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化，问： (1)当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作? (2)当接通几只电热器时，发电机的输出功率最大? (3)当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快? (4)当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大? (5)当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大 答案:(1)D(2)B 指导：(1)显然正常工作时电视机功率为85W ，电冰箱的功率为70W ，电风扇的功率为65W ，空调机的功率为P=U ·I=1364W ，因此，功率最大的是空调机 (2)依据电冰箱铭牌可知，冰箱在12h 内耗电0．25kW ．h ，而电风扇在12h 内耗电W=P ·t=0．78kW ·h ，故B 项正确． 命题目的与解题技巧：在多个用电器用电过程中，要特别注意分清哪个用电器上消耗的电功率，分清总功率与某个用电器功率． [解析] 由得，每只电热器电阻R=40，其额定电流Io=5 A (1)要使电热器正常工作，则电热器两端的实际电压必为200V ，故干路电流,101 1320025021A R R r U E I o =++-=++-= 所以电热器的只数 (2)要使电源输出功率最丸须使外电阻等于内阻，由此可得电热器的总电阻R'=r-(R 1+R 2)=1，所以有40只． (3)要使电热器组加热物体最快，就必须使电功率最大，可将R 1、R 2视为电源内阻，则要使电热器组总功率最大时，其总电阻R''=R 1+R 2+r=50，所以有 (4)要使R 1、R 2消耗功率最大，须使干路电流最大，即电路中总电阻最小，所以有n 4=50只． (5)要使每只电热器电流最大，则须使U 艄最大．这样A 、B 间电阻应最大，所以有n 5=1只． [答案] (1)2只(2)40只(3)8只(4)50只(5)1只 2 (典型例题)一只电炉和一台电动机在正常工作时，通过它们的电流相同，电炉的电阻和电动机线圈的电阻也相同，则在相同时间内 A.电炉和电动机的电热相等 ． B ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C.电炉两端电压小于电动机两端电压 D ．电炉和电动机两端电压相等 答案: ABC 指导：电炉是纯电阻，电功等于电热；UI ：I 2R ，U=IR ；而电动机是非纯电阻，电功等于电热与机械能之和： UI=I 2 +P 机，U>IR ． A 焦耳定律Q=I 2Rt 无论对纯电阻还是非纯电阻都成立，所以A 正确；由前述分析知，电动机除了消耗与电炉等量的热功率，还有机械功率，所以刀项对；电炉可用欧姆定律U=IR 电动机不符合欧姆定律u>IK ．所以C 对D 错． 3 (典型例题)用电动势为E 、内电阻为r 的电池组向线圈电阻为只的电动机供电，电动机正常工作时，测得通过的电流为I 、电动机两端的电压为U 在时间t 内，关于能量转化的情况，以下说法错误的是 A.电池组提供的总电能为(I 2+IU)t B ．电池组消耗的化学能为IEt C.电池组输出的电功率是 D ．电动机输出的机械能是IEt-I 2 (R+r)t 答案: C 指导：根据能的转化和守恒守律可得，对电源(总电能) E 总：E 内+E 出，即EIt=I 2rt+uIt ，对电动机来说，也有E 入= I 2Rt+E 机其中E 出=E 入. 由上述分析可知，A 项正确；总能量就是消耗电池的化学能，所以B 项正确；由于外电路(电动机)不是纯电阻，故C 错误；由前述分析知D 项对． 4 (典型例题)如图19-2-6所示，输入电压UAB=200V ，变阻器及，标有“150、3 A ”字样，负 载电阻R 2标有“50 、2 A ”字样，在电 路允许的情况下，输出电压U ab A.最大值为200 V ，最小值为0 B ．最大值为100V ，最小值为0 C.最大值为200V ，最小值为75V D.最大值为100V ，最小值为75V 答案: D 指导：由R 2的标示可知输出的最大电压值为U max =I 2R 2=50×2=1OOV ，而由R 2，的 标示可知，AB 部分的电阻最小为因而另一部分电阻为，此时输出端电压为最小 5 (典型例题)两个电热器连接如图19-2-7所示，其中R 1=R 3=10，R 2=R 4=40今将输入端接 在电压U 的电路中，那么它们功率的关系是 A.P 1>P 2>P 3>P 4 B ．P 1>P 3>P 2>P 4 C.P 2>P 1>P 3>P 4 D ．P 4>P 3>P 2>P 1 答案: C 指导：I 1>I3，I 2>I ，由P=I 2R 可和P 1>P 3，P 2>P 4；由 p=u 2/R 可知，p 3>p 4．所以此题的关键是比较p 1，p 1, P 2，P 3 由R 3：R 4=1：4可知所以P 3=I 2R 3=()2·222213222222210:405 2251010I R I P P I R I I =?=>=?== 以P 2>P l >P 3 Ⅲ 新高考命题方向预测 1 在19-2-8中，在下列四种情况中，电阻R 上电压最接近1V 的是 A ．R o =200,R=100 B ．R o =200，R=400k C ．R o =200k ，R=100 D ．R o =200k ,R=400 答案: B 指导：题中与R 与并联后再与串联，其并联的总电阻2,12222000000R R R R R R R R R R R R ='≤+=+='时当时，即R 远大于R 0时,R 及两端的电压最接近lv 故B 选项正角． 2 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，19-2-9所示是电饭锅的电路原理图，S 是用感温材料制成的开关，下列说法中正确的是 A.其中R2是供加热用的电阻丝 B ．当开关S 接通时电饭锅为加热状态，S 断开时为保温状态 C ．要使R2在保温状态时的功率为，加热状态时的一半，R 1：R 2应为2：1 D ．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R 1：R 2应为()：1 答案:ABD 指导：电饭锅工作时，电阻丝把电能全部转化为电热其电功率户电等于热功率户热，即 P 电=P 热 即 ① 由①式可知，在电压一定的情况下，电阻丝电阻越大，其苫热消耗的电功率越小，当S 闭合时，Rl 被短路，电阻变小，卖消耗的电功率增大，因此，s 闭合时应为水烧开前的加热矽态；而S 断开时，应为水开后的保温状态，故选项A 、B 正确又因为保温时，及，，及：为串联关系，电源电压恒定，故 ② 题目要求R 2保温时功率为加热时功率的一半，则有 ③ 由③式得R 1：R 2=(-1)：1，选项D 亦正确 3 额定电压都是110V ，额定功率P A =100W ，P B =40W 的电灯两盏，若接在外电压是220V 电路上，使每盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是如图19-2-10所示中的哪一个 答案: C 指导：由P 知R A 电路中两灯可能正常 发光，且消耗功率最小． 4 微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3v 的电压时，通过的电流为0.3 A ，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 V 时，电流为0.8 A ，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少? 答案:60％ 指导：当加0．3V 电压，电流为0．3A 时，电动机不转，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能全部转化为热能，此时电动机也可视为纯电阻，则 当加0．2V 电压，电流为0．8A 时，电动机正常运转，有机械能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和，转化的热功率为 %606 .164.06.16.10.28.064.018.00022022=-=-==?===?==P P P W W U I P W W I P η所以电动机的效率为总功率为 5 如19-2-11所示是一种测定风作用力的仪器原理图，P 为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O 是悬点，凡是保护电阻，CD 是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良 好接触．无风时，金属丝与电阻丝在C 点接触，此时■示数为I o ；有风时金属丝将偏转一角度，角θ与风力大小有关，设风力方向水平向左，OC=h ，CD=L ，金属球质量为m ，电阻丝单位长度的阻值为k ，电源内电阻和金属丝电阻不计，金属丝偏角为θ时，■的示数为I'，此时风力为F ，试写出： (1)F 与θ的关系 式． (2)F 与I'的关系式． 答案:5．(1)F=mgtan θ (2) 指导：(1)有风力时，对金属球P ，受力如 D19-3所示F=F2·sin θ ① mg=F1·cos θ ② 所以F=mgtan θ ③ (2)无风时，电路中 U=I 0(R 0+KL) ④ 有风力时，电路中 U=I ′[R0+kL] ⑤ L ′=L-h ·tan θ ⑥ 由④⑤⑥解出F 考场热身探究性命题综合测试 1 下列说法中正确的是 A.由R=知道，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 B.由R=，通过一段导体的电流强度跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 C.比较几只电阻的I--U 图象可知，当电流变化相同时．电压变化较小的图象是阻值较大的那个电阻 D ．导体中的电流越大，导体的电阻就越小 答案:.B 指导：是比值式，即R 与U 、I 无关，故A 、D 错；U =IR 是比例式(或决定式)即I ∞u ，I ∞，B 项正确；对正比例关系式U=IR 而言，有△P=△I ·R ，即△u ∞R 及，所以C 项是错误的． 2 家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC 元件，PTC 元件是钛酸钡半导体材料制成的电阻器，其电阻率(p)与温 度(t)的关系如图Z19-1所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热和控温双重功能，对此，下列判断正确的是(电热器所接电源电压恒定) A.通电后，其功率先增大后减少 B ．通电后，其功率先减小后增大 C.PTC 元件产生的热量与散发的热量相同时，温度保持在t 1℃不变 D ．PTC 元件产生的热量与散发的热量相同时，温度保持在t 1～t 2℃之间某一温度不变 答案: AD 指导：由P=知A 正确，又散发热量一定，0～t 1，间， P 出↑，温度不能稳定，只升高t 1～t 2，间p 出↓，一旦小于p 散，就降温，一降温p 出↑，因而可以控温，故D 正确． 3 电阻R 和电动机M 相串联接到电路中，如图Z19-2所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后．电动机正常工作，设电阻R 和电动机两端的电压分别为U 1和U 2；经过时间t ， 电流通过电阻R 做功W 1，产生的电热为Q 2；电流通过电动机M 做功W 2，产生的电热为Q 2， 则有 A ．U 1＜U 2，Q 1=Q 2 B ．W 1=2W 2，Q 1=Q 2 C ．W 1 D ．W 1 答案:AD 指导：电动机是非纯电阻，加在其两端的电压少部分发热，大部分要分布在 机械功电路上，则U L 4 供电电路电源输出电压为U 1，线路损失电压为U 2，用电器得到的电压为U 3，总电流I ，线路导线的总电阻为R ，则表示线路损失电功率的正确表达式为 A ．/R B ．IU 2 C ．I 2R D ．I(U 1-U 2) 答案: BC 指导：无论用哪种方式求导线的电功率，表达式中的所有物理量必为描述同一段电路中的物理量，又导线为纯电阻，所以有p=UI 2=I 2R 5 在研究微型电动机的性能时，应用Z19-4所示的实验电路，当调节滑线变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A 和2.0V ：重新调节R 使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A 和24.0V ．则这台电动机正常运转时的输出功率为 A.32 W B ．44 W C47 W n48 W 答案:v 3S ρ 1×105, 指导：设横截面积为S 的风前进时间t 的质量为m ， 则m=vt ·S ρ，则动E k = 由代入数据得P=1×105W 6 如图Z19-3所示，图象中的两条直线对应两个导体A 、B 求： (1)两个导体电阻之比 (2)若两个导体电流相等时导体两端电压之比． (3)若两个导体电压相等时，通过导体的电流之比． 答案:1)3：1 (2)3：1 (3)1：3 指导：图线斜率的倒数表示电阻：R A = 1:3:,3 21510,2510=∴Ω==Ω=B A B R R R (2)由U=IR 可知U A ：U B = R A ：R B ：=3：1 (3)可由图象中，如U=10v 时I A ：I B =5：15；1：3 7 某地强风的风速约为v=20m ／s ，设空气密度为p=1.3kg/m 3，如果把通过横截面积S=20m 2的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算功率的公式应为_______，大小约为_____________W(保留—位有效数字) 答案: A 指导：电动机停止转动时，内部线圈没有电磁感应现象，可以看成是纯电阻电路，因而可求出线圈的电阻；转动之舌，是非线电阻电路，电阻耗能仅是总电能的一部分．电动机的内阻为：R==4.0Ω；输出功率为P 出=U2I 2-IR=2.0×4．0Ω；输出功率为：P 出= U2I 3-IR=2.0×24-2.02×4.0=32(W) 8 一台小型电动机在3V 电压下工作，通过它的电流是0.2A ，用此电动机提升所受重力为4N 的物体时．在30s 内可使该物体被匀速提升3m.若不计除电动机线圈生热之外的能量损失．求： (1)电动机的输入功率． (2)在提升重物的30s 内，电动机线圈所产生的热量． (3)线圈的电阻． 答案:(1)0．6W (2)6J (3)5Ω 指导：(1)P=UI=3×0．2W =0．6 W (2)30s 内W=Pt=0．6×30J=18J P 机=mgh=4×3J=12J ∴Q=(18-12)J=6J (3)由焦耳定律Q=I2Rt ∴R=
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