資源簡(jiǎn)介

　2　第2課時(shí)　路端電壓與負(fù)載的關(guān)系電阻表的原理
分值：50分
[1、2、4~7題，每題4分]
考點(diǎn)一　路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
1.關(guān)于閉合電路，下列說法正確的是
A.電源正負(fù)極被短路時(shí)，電流很小
B.電源正負(fù)極被短路時(shí)，路端電壓最大
C.外電路斷路時(shí)，路端電壓為零
D.用電器增加時(shí)，路端電壓可能減小
2.衛(wèi)星在工作時(shí)用太陽(yáng)能電池供電，太陽(yáng)能電池由許多片電池板組成。某電池板斷路電壓是800 mV，短路電流為40 mA，若將該電池板與阻值為20 Ω的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是
A.0.10 V B.0.20 V
C.0.30 V D.0.40 V
3.(8分)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6.0 V，電源內(nèi)阻r=2.0 Ω，定值電阻R1=4.0 Ω，R2=6.0 Ω，求：
(1)(4分)閉合開關(guān)S后，流過電源的電流大小；
(2)(4分)電源的路端電壓。
考點(diǎn)二　電源的U-I圖像
4.在如圖甲所示的電路中，電流表和電壓表都可以看作理想電表，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片，電壓表讀數(shù)U隨著電流表讀數(shù)I的增大而減小，換用不同的電池1和2，得到如圖乙所示相應(yīng)的兩條U-I圖線1和2，根據(jù)U-I圖線，下列說法正確的是
A.電池2的電動(dòng)勢(shì)大于電池1的電動(dòng)勢(shì)
B.電池2的內(nèi)阻大于電池1的內(nèi)阻
C.兩電池電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻之比相等
D.電流相等時(shí)，R上消耗的功率相等
5.(2025·廣安市高二期中)某同學(xué)根據(jù)某電源的路端電壓與干路電流的關(guān)系圖像，做出以下判斷，其中判斷正確的是
A.電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V
B.電源的內(nèi)阻為4 Ω
C.電源的短路電流為0.5 A
D.將該電源與一阻值為1 Ω的電阻串聯(lián)，路端電壓為1 V
考點(diǎn)三　電阻表原理
6.(多選)如圖所示為電阻表的原理圖，表頭內(nèi)阻為Rg，調(diào)零電阻為R，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，則下列說法中正確的是
A.它是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的
B.接表內(nèi)電池負(fù)極的應(yīng)是紅表筆
C.電阻的“∞”刻度一般在刻度盤的右端
D.調(diào)零后刻度盤的中央刻度值是r+Rg+R
7.如圖所示，把一個(gè)量程為5 mA的電流表表頭改裝成電阻表“×1”擋，表頭的內(nèi)阻是50 Ω，電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5 V，內(nèi)阻為10 Ω。經(jīng)過歐姆調(diào)零之后測(cè)電阻，當(dāng)電阻表指針指到中間刻度位置時(shí)，被測(cè)電阻Rx的阻值是
A.60 Ω B.150 Ω C.300 Ω D.600 Ω
[8、9題，每題5分]
8.在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V，內(nèi)阻r=1 Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻R的阻值為1 Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R1=4 Ω，在滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)過程中，理想電壓表的示數(shù)變化范圍是
A.1~3 V B.3~5 V
C.0~6 V D.保持6 V不變
9.(多選)在如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，R1=150 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑動(dòng)變阻器，當(dāng)其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測(cè)得電源的路端電壓隨總電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的，則
A.電源的電動(dòng)勢(shì)為20 V
B.電源的內(nèi)阻為20 Ω
C.定值電阻R2的阻值為10 Ω
D.滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為150 Ω
[8分]
10.電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖像如圖所示， 圖中U為路端電壓，I為干路電流，圖像上a、b兩點(diǎn)相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb。由圖可知ηa、ηb的值分別為
A.， B.，
C.， D.，
答案精析
1.D　[電源正負(fù)極被短路時(shí)，外電路電阻為零，則電流很大，此時(shí)路端電壓為零；外電路斷路時(shí)，電路中電流為零，此時(shí)路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)；用電器增加時(shí)，如用電器是并聯(lián)接入，則外電路電阻減小，電路中電流增大，內(nèi)電壓增大，則路端電壓減小。故選D。]
2.D　[由題意可知，電池板電動(dòng)勢(shì)E=0.8 V，內(nèi)阻r== Ω=20 Ω，當(dāng)接入R=20 Ω電阻時(shí)U=E=0.40 V，故選D。]
3.(1)0.5 A　(2)5.0 V
解析　(1)由閉合電路歐姆定律，可得流過電源的電流大小為I== A=0.5 A。
(2)由閉合電路歐姆定律，可得電源的路端電壓為
U=E-Ir=6.0 V-0.5×2.0 V=5.0 V。
4.C　[根據(jù)U=E-Ir可知，圖線在U軸上的截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，由圖像可知，電池2的電動(dòng)勢(shì)小于電池1的電動(dòng)勢(shì)，電池2的內(nèi)阻小于電池1的內(nèi)阻，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻之比等于短路電流I短=，則兩電池電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻之比相等，選項(xiàng)C正確；由圖像可知，電流相等時(shí)(未短路)，R兩端的電壓不等，則根據(jù)P=IU可知，電阻R消耗的功率不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
5.D　[根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=E-Ir，可知U-I圖像的縱軸截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，則有E=2.0 V，圖像的斜率絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，則有r= Ω=1 Ω，故A、B錯(cuò)誤；
當(dāng)外電阻為零時(shí)，電源被短路，此時(shí)的短路電流為I短== A=2.0 A，故C錯(cuò)誤；
將該電源與一阻值為1 Ω的電阻串聯(lián)，則電路電流為I== A=1 A
則路端電壓為U=IR=1 V，故D正確。]
6.ABD
7.C　[兩個(gè)表筆短接時(shí)，回路的電流應(yīng)該是5 mA，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知電阻表的內(nèi)電阻R內(nèi)== Ω=300 Ω，當(dāng)電阻表指針指到中間刻度位置時(shí)，Rx+R內(nèi)=，可知被測(cè)電阻的阻值Rx=300 Ω，C正確。]
8.B　[根據(jù)題意，由題圖可知，電壓表測(cè)量的是路端電壓，由路端電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系可知，負(fù)載電阻最大時(shí)，即R1=4 Ω時(shí)，路端電壓最大，由閉合電路歐姆定律可得Umax=E-·r=5 V，負(fù)載電阻最小時(shí)，即R1=0時(shí)，路端電壓最小，由閉合電路歐姆定律可得Umin=E-·r=3 V，即理想電壓表的示數(shù)變化范圍是3~5 V，故選B。]
9.ABD　[由閉合電路歐姆定律E=U+Ir，結(jié)合題圖乙知E=20 V，r=20 Ω，故A、B正確；當(dāng)R3的滑片自左向右滑時(shí)，R3連入電路的阻值變小，使電路總電阻變小，而總電流變大。由此可知，圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片分別位于最左端和最右端時(shí)所得到的。當(dāng)滑片位于最右端時(shí)，R3=0，R1被短路，外電路總電阻即為R2，R2== Ω=5 Ω，故C錯(cuò)誤；當(dāng)滑片在最左端時(shí)，其阻值最大，并對(duì)應(yīng)著圖線上的A點(diǎn)，R總== Ω=80 Ω，又R總=+R2，代入數(shù)值解得滑動(dòng)變阻器的最大阻值R3=150 Ω，故D正確。]
10.D　[電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比，即η===，E為電源電動(dòng)勢(shì)，在U-I圖像中，縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)圖像可知Ua=E、Ub=E，則ηa=，ηb=。選項(xiàng)D正確。]第2課時(shí)　路端電壓與負(fù)載的關(guān)系　電阻表的原理
［學(xué)習(xí)目標(biāo)］　1.理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算(重點(diǎn))。2.通過探究電源兩端電壓與電流的關(guān)系，體會(huì)圖像法在研究物理問題中的作用(重點(diǎn))。3.知道電阻表測(cè)量電阻的原理，了解電阻表內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn)(重難點(diǎn))。
一、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=10 V，內(nèi)阻r=1 Ω，試求當(dāng)外電阻分別是3 Ω、4 Ω、9 Ω時(shí)所對(duì)應(yīng)的路端電壓。通過數(shù)據(jù)計(jì)算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？
1.外電路中的用電器叫作　　　　，外電路的電勢(shì)降落叫作　　　　　　　　。負(fù)載變化時(shí)，電路中的電流就會(huì)變化，路端電壓也隨之變化。
2.根據(jù)閉合電路的歐姆定律 E=U外+U內(nèi)，若將U外記為路端電壓 U，考慮到U內(nèi)= Ir，則U=E-Ir。
3.對(duì)純電阻電路，路端電壓U與外電阻R的關(guān)系：
當(dāng)外電阻R增大時(shí)，由I=可知，電流I　　　　；由U=E-Ir可知，U　　　　；當(dāng)外電阻R減小時(shí)，電流I　　　　，U　　　　。
結(jié)論：路端電壓隨著外電阻的增大而　　，隨著外電阻的減小而　　　　。
1.兩個(gè)電路中的電池相同，小燈泡的規(guī)格也相同，多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗。如何解釋這一現(xiàn)象呢？
2.當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓是多少？當(dāng)電源兩端短路時(shí)，路端電壓是多少？電流會(huì)是無窮大嗎？
例1　(來自教材改編)電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5 V，外電阻為4.0 Ω時(shí)，路端電壓為4.0 V，
(1)如果在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，路端電壓是多少？
(2)如果把一個(gè)6.0 Ω的電阻串聯(lián)在外電路中，路端電壓又是多少？
二、電源的U-I圖像
根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出路端電壓U與干路電流I之間的關(guān)系式，并畫出U-I圖像。
1.公式：U =　　　　。
2.圖像：U-I圖像是一條傾斜的直線。
3.縱軸上的截距：表示電源的　　　　　；
橫軸上的截距：表示電源的短路電流，I短=I0=　　　　　。
4.圖像斜率的絕對(duì)值：表示電源的　　　　，r==　　　　　　　　。
比較圖線1和2，說明電源1和電源2電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻大小關(guān)系。
例2　(多選)如圖所示為某一電源的U-I圖像，由圖可知(　　)
A.電源電動(dòng)勢(shì)為2.0 V
B.電源內(nèi)阻為 Ω
C.電源短路時(shí)電流為6.0 A
D.路端電壓為1.0 V時(shí)，電路中電流為5.0 A
針對(duì)訓(xùn)練　(多選)用如圖甲所示的電路來測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U-I圖像，由圖可知(　　)
A.電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值是1.4 V
B.電池內(nèi)阻的測(cè)量值是3.5 Ω
C.外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.4 A
D.電壓表的示數(shù)為1.2 V，電流表的示數(shù)為0.2 A
若U-I圖像縱軸的取值不是從0開始，縱軸上的截距仍然表示電源的電動(dòng)勢(shì)E，圖線斜率的絕對(duì)值仍然表示電源的內(nèi)阻，但橫軸截距不表示短路電流。
三、電阻表的原理
已知電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V，內(nèi)阻r=0.5 Ω，小量程電流表的滿偏電流為Ig=10 mA，電流表內(nèi)阻Rg=7.5 Ω。
(1)若用導(dǎo)線把A、B直接連起來，此時(shí)應(yīng)把可變電阻R1調(diào)為多少才能使電流表恰好滿偏？
(2)調(diào)到滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接一個(gè)多大的電阻R0，才能使電流表指針指向刻度盤中間位置？
(3)保持R1的值不變，如果把任意電阻Rx接在A、B間，電流表讀數(shù)Ix與Rx的值有什么關(guān)系？
(4)通過以上計(jì)算，你有何發(fā)現(xiàn)？
電阻表的測(cè)量原理是閉合電路歐姆定律，電阻表內(nèi)部電路與外部被測(cè)電阻Rx一起組成閉合電路。
(1)紅、黑表筆短接，如圖甲所示，被測(cè)電阻Rx=0時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R1，使電流表指針達(dá)到滿偏，有I=Ig=　　　　　　=，這一過程叫　　　　　　　　。滿偏電流Ig處可標(biāo)電阻大小為“　　　　”。
(2)紅、黑表筆斷開，如圖乙所示，被測(cè)電阻Rx→∞，有I=0，可以在I=0處標(biāo)電阻大小為“　　　　”。
(3)當(dāng)Rx為0到∞之間某一數(shù)值時(shí)，如圖丙所示，Ix=　　　　　　　　=，每個(gè)Rx值都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的Rx值。
(4)當(dāng)Rx=　　　　　　　　時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)到表盤中間，有I=，此時(shí)Rx等于電阻表的內(nèi)阻RΩ，稱為中值電阻。
例3　電阻表的工作原理圖如圖所示。
(1)若表頭的滿偏電流為Ig=500 μA，干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，把靈敏電流表的電流刻度值對(duì)應(yīng)的電阻表電阻填在下表中：
電流刻度 0 200 μA 300 μA 500 μA
電阻刻度 ∞ 　　 　　 　　
(2)這只電阻表的總內(nèi)阻為　　　　　 Ω，表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的時(shí)，待測(cè)電阻為　　　　 Ω。
答案精析
一、
路端電壓分別為7.5 V、8 V、9 V；隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大。
梳理與總結(jié)
1.負(fù)載　路端電壓
3.減小　增大　增大　減小　增大
減小
思考與討論
1.當(dāng)多個(gè)燈泡并聯(lián)時(shí)，外電阻R減小，由I=可知，總電流I增大，由U外=E-Ir可知，路端電壓減小，燈泡兩端電壓減小，所以變暗。
2.當(dāng)外電路斷開時(shí)，R→∞，U內(nèi)=0，U外=E；當(dāng)電源兩端短路時(shí)，R=0，I=(稱為短路電流)，U外=0。一般r很小，所以短路電流很大，但不是無窮大。
例1　(1)3.7 V　(2)4.3 V
解析　外電阻為4.0 Ω時(shí)，由閉合電路歐姆定律得U=IR外=R外，代入數(shù)據(jù)，解得r=0.5 Ω
(1)并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻后，外電阻R1= Ω=2.4 Ω，則有U1=R1=×2.4 V≈3.7 V；
(2)串聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻后，外電阻
R2=4 Ω+6 Ω=10 Ω，
則路端電壓U2=R2=×10 V≈4.3 V。
二、
由E=U+U內(nèi)及U內(nèi)=Ir得
U=E-Ir，U-I圖像如圖所示
梳理與總結(jié)
1.E-Ir
3.電動(dòng)勢(shì)E　
4.內(nèi)阻　||
思考與討論
由閉合電路歐姆定律知E=U+Ir，即U=E-Ir。當(dāng)I=0時(shí)U=E，即U-I圖線中縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，兩電源的電動(dòng)勢(shì)相等。內(nèi)阻r=||，即U-I圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知內(nèi)阻r1例2　AD　[由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir知，當(dāng)I=0時(shí)，U=E，由題圖知電源電動(dòng)勢(shì)為2.0 V，故A正確；電源的內(nèi)阻r=||= Ω=0.2 Ω，故B錯(cuò)誤；電源短路時(shí)電流I短==10.0 A，故C錯(cuò)誤；當(dāng)路端電壓為1.0 V時(shí)，電路中電流I'== A=5.0 A，故D正確。]
針對(duì)訓(xùn)練　AD　[根據(jù)閉合電路歐姆定律有U=E-Ir，由U-I圖像中圖線斜率的絕對(duì)值表示電池的內(nèi)阻，縱軸的截距表示電池的電動(dòng)勢(shì)，則有r=|k|=|| Ω=1 Ω，E=1.4 V，所以A正確，B錯(cuò)誤；外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為I短== A=1.4 A，所以C錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為1.2 V時(shí)，代入公式可解得電流表的示數(shù)為I'== A=0.2 A，所以D正確。]
三、
(1)由Ig=可得，R1=-(Rg+r)=142 Ω
(2)=，解得R0=150 Ω
(3)Ix=
Rx=-150(Ω)
(4)Rx與Ix一一對(duì)應(yīng)，若把電流表的電流刻度都按Rx=-150(Ω)的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電阻刻度，就可制成一個(gè)能直接測(cè)量電阻的儀器。
梳理與總結(jié)
(1)　歐姆調(diào)零　0　(2)∞　(3)　(4)Rg+R1+r
例3　(1)4.5×103 Ω　2×103 Ω　0　(2)3 000　6 000
解析　(1)對(duì)應(yīng)電流“0”刻度的電阻刻度為“∞”，對(duì)應(yīng)滿偏電流“500 μA”刻度的電阻刻度為“0”，所以歐姆調(diào)零時(shí)，由閉合電路的歐姆定律有Ig=，解得電阻表總內(nèi)阻R內(nèi)=Rg+r+R0==3 000 Ω。
測(cè)量電阻Rx時(shí)有I=，
得Rx=-R內(nèi)，
當(dāng)I=200 μA時(shí)，
Rx=-3 000 Ω=4.5×103 Ω，
當(dāng)I'=300 μA時(shí)，
Rx'=-3 000 Ω=2×103 Ω。
(2)由(1)知電阻表總內(nèi)阻為3 000 Ω，當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的處時(shí)，通過電阻表的電流
I″== A。
Rx″=-R內(nèi)=6 000 Ω。(共49張PPT)
路端電壓與負(fù)載的關(guān)系　電阻表的原理
第2課時(shí)
第
十
二
章
2
1.理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算(重點(diǎn))。
2.通過探究電源兩端電壓與電流的關(guān)系，體會(huì)圖像法在研究物理問題中的作用(重點(diǎn))。
3.知道電阻表測(cè)量電阻的原理，了解電阻表內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn)(重難點(diǎn))。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
內(nèi)容索引
課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
一、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
二、電源的U－I圖像
三、電阻表的原理
< 一 >
路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝10 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，試求當(dāng)外電阻分別是3 Ω、4 Ω、9 Ω時(shí)所對(duì)應(yīng)的路端電壓。通過數(shù)據(jù)計(jì)算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？
答案　路端電壓分別為7.5 V、8 V、9 V；隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大。
梳理與總結(jié)
1.外電路中的用電器叫作 ，外電路的電勢(shì)降落叫作 。負(fù)載變化時(shí)，電路中的電流就會(huì)變化，路端電壓也隨之變化。
2.根據(jù)閉合電路的歐姆定律 E＝U外＋U內(nèi)，若將U外記為路端電壓 U，考慮到U內(nèi)＝ Ir，則U＝E－Ir。
3.對(duì)純電阻電路，路端電壓U與外電阻R的關(guān)系：
當(dāng)外電阻R增大時(shí)，由I＝可知，電流I ；由U＝E－Ir可知，U_______；當(dāng)外電阻R減小時(shí)，電流I ，U 。
結(jié)論：路端電壓隨著外電阻的增大而 ，隨著外電阻的減小而 。
負(fù)載
路端電壓
減小
增大
增大
減小
增大
減小
思考與討論
1.兩個(gè)電路中的電池相同，小燈泡的規(guī)格也相同，多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗。如何解釋這一現(xiàn)象呢？
答案　當(dāng)多個(gè)燈泡并聯(lián)時(shí)，外電阻R減小，由I＝可知，總電流I增大，由U外＝E－Ir可知，路端電壓減小，燈泡兩端電壓減小，所以變暗。
2.當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓是多少？當(dāng)電源兩端短路時(shí)，路端電壓是多少？電流會(huì)是無窮大嗎？
答案　當(dāng)外電路斷開時(shí)，R→∞，U內(nèi)＝0，U外＝E；當(dāng)電源兩端短路時(shí)，R＝0，I＝(稱為短路電流)，U外＝0。一般r很小，所以短路電流很大，但不是無窮大。
　(來自教材改編)電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5 V，外電阻為4.0 Ω時(shí)，路端電壓為4.0 V，
(1)如果在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，路端電壓是多少？
例1
答案　3.7 V
外電阻為4.0 Ω時(shí)，由閉合電路歐姆定律得U＝IR外＝R外，代入數(shù)據(jù)，解得r＝0.5 Ω
并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻后，外電阻R1＝ Ω＝2.4 Ω，則有U1＝R1＝×2.4 V≈3.7 V；
(2)如果把一個(gè)6.0 Ω的電阻串聯(lián)在外電路中，路端電壓又是多少？
答案　4.3 V
串聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻后，外電阻
R2＝4 Ω＋6 Ω＝10 Ω，
則路端電壓U2＝R2＝×10 V≈4.3 V。
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< 二 >
電源的U－I圖像
根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出路端電壓U與干路電流I之間的關(guān)系式，并畫出U－I圖像。
答案　由E＝U＋U內(nèi)及U內(nèi)＝Ir得
U＝E－Ir，U－I圖像如圖所示
梳理與總結(jié)
1.公式：U ＝ 。
2.圖像：U－I圖像是一條傾斜的直線。
3.縱軸上的截距：表示電源的 ；
橫軸上的截距：表示電源的短路電流，I短＝I0＝____。
4.圖像斜率的絕對(duì)值：表示電源的 ，r＝＝_____。
E－Ir
電動(dòng)勢(shì)E
內(nèi)阻
||
思考與討論
(來自魯科教材改編)比較圖線1和2，說明電源1和電源2電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻大小關(guān)系。
答案　由閉合電路歐姆定律知E＝U＋I(xiàn)r，即U＝E－Ir。當(dāng)I＝0時(shí)U＝E，即U－I圖線中縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，兩電源的電動(dòng)勢(shì)相等。內(nèi)阻r＝||，即U－I圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知內(nèi)阻r1　(多選)如圖所示為某一電源的U－I圖像，由圖可知
A.電源電動(dòng)勢(shì)為2.0 V
B.電源內(nèi)阻為 Ω
C.電源短路時(shí)電流為6.0 A
D.路端電壓為1.0 V時(shí)，電路中電流為5.0 A
例2
√
√
由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir知，當(dāng)I＝0時(shí)，U＝E，由題圖知電源電動(dòng)勢(shì)為2.0 V，故A正確；
電源的內(nèi)阻r＝||＝ Ω＝0.2 Ω，故B錯(cuò)誤；
電源短路時(shí)電流I短＝＝10.0 A，故C錯(cuò)誤；
當(dāng)路端電壓為1.0 V時(shí)，電路中電流I'＝ A＝5.0 A，故D正確。
　(多選)用如圖甲所示的電路來測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U－I圖像，由圖可知
A.電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值是1.4 V
B.電池內(nèi)阻的測(cè)量值是3.5 Ω
C.外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.4 A
D.電壓表的示數(shù)為1.2 V，電流表的
示數(shù)為0.2 A
針對(duì)訓(xùn)練
√
√
根據(jù)閉合電路歐姆定律有U＝E－Ir，由U－I圖像中圖線斜率的絕對(duì)值表示電池的內(nèi)阻，縱軸的截距表示電池的電動(dòng)勢(shì)，則有r＝|k|＝|| Ω
＝1 Ω，E＝1.4 V，所以A正確，B錯(cuò)誤；
外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為I短＝ A＝1.4 A，所以C錯(cuò)誤；
電壓表的示數(shù)為1.2 V時(shí)，代入公式可解得電流表的示數(shù)為I'＝ A
＝0.2 A，所以D正確。
若U－I圖像縱軸的取值不是從0開始，縱軸上的截距仍然表示電源的電動(dòng)勢(shì)E，圖線斜率的絕對(duì)值仍然表示電源的內(nèi)阻，但橫軸截距不表示短路電流。
總結(jié)提升
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< 三 >
電阻表的原理
已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.5 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω，小量程電流表的滿偏電流為Ig＝10 mA，電流表內(nèi)阻Rg＝7.5 Ω。
(1)若用導(dǎo)線把A、B直接連起來，此時(shí)應(yīng)把可變
電阻R1調(diào)為多少才能使電流表恰好滿偏？
答案　由Ig＝可得，R1＝－(Rg＋r)＝142 Ω
(2)調(diào)到滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接一個(gè)多大的電阻R0，才能使電流表指針指向刻度盤中間位置？
答案　，解得R0＝150 Ω
(3)保持R1的值不變，如果把任意電阻Rx接在A、B間，電流表讀數(shù)Ix與Rx的值有什么關(guān)系？
答案　Ix＝
Rx＝－150(Ω)
(4)通過以上計(jì)算，你有何發(fā)現(xiàn)？
答案　Rx與Ix一一對(duì)應(yīng)，若把電流表的電流刻度都按Rx＝－150(Ω)的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電阻刻度，就可制成一個(gè)能直接測(cè)量電阻的儀器。
梳理與總結(jié)
電阻表的測(cè)量原理是閉合電路歐姆定律，電阻表內(nèi)部電路與外部被測(cè)電阻Rx一起組成閉合電路。
(1)紅、黑表筆短接，如圖甲所示，被測(cè)電阻Rx＝0時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R1，使電流表指針達(dá)到滿偏，有I＝Ig＝___________，這一過程叫__________。滿偏電流Ig處可標(biāo)電阻大小為“ ”。
歐姆調(diào)零
0
(2)紅、黑表筆斷開，如圖乙所示，被測(cè)電阻Rx→∞，有I＝0，可以在I＝0處標(biāo)電阻大小為“ ”。
(3)當(dāng)Rx為0到∞之間某一數(shù)值時(shí)，如圖
丙所示，Ix＝______________，每個(gè)Rx值都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的Rx值。
(4)當(dāng)Rx＝ 時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)到表盤中間，有I＝，此時(shí)Rx等于電阻表的內(nèi)阻RΩ，稱為中值電阻。
∞
Rg＋R1＋r
　電阻表的工作原理圖如圖所示。
例3
(1)若表頭的滿偏電流為Ig＝500 μA，干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，把靈敏電流表的電流刻度值對(duì)應(yīng)的電阻表電阻填在下表中：
電流刻度 0 200 μA 300 μA 500 μA
電阻刻度 ∞ 　　　　　 　　　　　 　　
4.5×103 Ω
2×103 Ω
0
對(duì)應(yīng)電流“0”刻度的電阻刻度為“∞”，對(duì)應(yīng)滿偏電流“500 μA”刻度的電阻刻度為“0”，所以歐姆調(diào)零時(shí)，由閉合電路的歐姆定律有Ig＝，解得電阻表總內(nèi)阻R內(nèi)＝Rg＋r＋R0＝＝3 000 Ω。
測(cè)量電阻Rx時(shí)有I＝，
得Rx＝－R內(nèi)，
當(dāng)I＝200 μA時(shí)，Rx＝－3 000 Ω＝4.5×103 Ω，當(dāng)I'＝300 μA時(shí)，Rx'＝－3 000 Ω＝2×103 Ω。
(2)這只電阻表的總內(nèi)阻為　　　　 Ω，表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的時(shí)，待測(cè)電阻為　　　　 Ω。
3 000
6 000
由(1)知電阻表總內(nèi)阻為3 000 Ω，當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的處時(shí)，通過電阻表的電流I″＝ A。
Rx″＝－R內(nèi)＝6 000 Ω。
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< 四 >
課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7
答案 D D (1)0.5 A　(2)5.0 V C D ABD C
題號(hào) 8 9 10 答案 B ABD D
對(duì)一對(duì)
答案
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9
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考點(diǎn)一　路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
1.關(guān)于閉合電路，下列說法正確的是
A.電源正負(fù)極被短路時(shí)，電流很小
B.電源正負(fù)極被短路時(shí)，路端電壓最大
C.外電路斷路時(shí)，路端電壓為零
D.用電器增加時(shí)，路端電壓可能減小
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
√
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答案
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答案
電源正負(fù)極被短路時(shí)，外電路電阻為零，則電流很大，此時(shí)路端電壓為零；外電路斷路時(shí)，電路中電流為零，此時(shí)路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)；用電器增加時(shí)，如用電器是并聯(lián)接入，則外電路電阻減小，電路中電流增大，內(nèi)電壓增大，則路端電壓減小。故選D。
2.衛(wèi)星在工作時(shí)用太陽(yáng)能電池供電，太陽(yáng)能電池由許多片電池板組成。某電池板斷路電壓是800 mV，短路電流為40 mA，若將該電池板與阻值為20 Ω的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是
A.0.10 V B.0.20 V
C.0.30 V D.0.40 V
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答案
√
由題意可知，電池板電動(dòng)勢(shì)E＝0.8 V，內(nèi)阻r＝ Ω＝20 Ω，當(dāng)接入R＝20 Ω電阻時(shí)U＝E＝0.40 V，故選D。
3.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6.0 V，電源內(nèi)阻r＝2.0 Ω，定值電阻R1＝4.0 Ω，R2＝6.0 Ω，求：
(1)閉合開關(guān)S后，流過電源的電流大小；
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答案
由閉合電路歐姆定律，可得流過電源的電流大小為I＝ A＝0.5 A。
答案　0.5 A
(2)電源的路端電壓。
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答案
由閉合電路歐姆定律，可得電源的路端電壓為U＝E－Ir＝6.0 V－0.5
×2.0 V＝5.0 V。
答案　5.0 V
考點(diǎn)二　電源的U－I圖像
4.(來自魯科教材改編)在如圖甲所示的電路中，電流表和電壓表都可以看作理想電表，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片，電壓表讀數(shù)U隨著電流表讀數(shù)I的增大而減小，換用不同的電池1和2，得到如圖乙所示相應(yīng)的兩條U－I圖線1和2，根據(jù)U－I圖線，下列說法正確的是
A.電池2的電動(dòng)勢(shì)大于電池1的電動(dòng)勢(shì)
B.電池2的內(nèi)阻大于電池1的內(nèi)阻
C.兩電池電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻之比相等
D.電流相等時(shí)，R上消耗的功率相等
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答案
√
根據(jù)U＝E－Ir可知，圖線在U軸上的截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，由圖像可知，電池2的電動(dòng)勢(shì)小于電池1的電動(dòng)勢(shì)，電池2的內(nèi)阻小于電池1的內(nèi)阻，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；
電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻之比等于短路電流I短＝，則兩電池電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻之比相等，選項(xiàng)C正確；
由圖像可知，電流相等時(shí)(未短路)，R兩端的電壓不等，則根據(jù)P＝IU可知，電阻R消耗的功率不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
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答案
5.(2025·廣安市高二期中)某同學(xué)根據(jù)某電源的路端電壓與干路電流的關(guān)系圖像，做出以下判斷，其中判斷正確的是
A.電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V
B.電源的內(nèi)阻為4 Ω
C.電源的短路電流為0.5 A
D.將該電源與一阻值為1 Ω的電阻串聯(lián)，路端
電壓為1 V
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答案
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答案
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U＝E－Ir，可知U－I圖像的縱軸截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，則有E＝2.0 V，圖像的斜率絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，則有r＝ Ω＝1 Ω，故A、B錯(cuò)誤；
當(dāng)外電阻為零時(shí)，電源被短路，此時(shí)的短路電流為I短＝ A＝2.0 A，故C錯(cuò)誤；
將該電源與一阻值為1 Ω的電阻串聯(lián)，則電路電流為I＝ A＝1 A
則路端電壓為U＝IR＝1 V，故D正確。
考點(diǎn)三　電阻表原理
6.(多選)如圖所示為電阻表的原理圖，表頭內(nèi)阻為Rg，調(diào)零電阻為R，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，則下列說法中正確的是
A.它是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的
B.接表內(nèi)電池負(fù)極的應(yīng)是紅表筆
C.電阻的“∞”刻度一般在刻度盤的右端
D.調(diào)零后刻度盤的中央刻度值是r＋Rg＋R
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答案
√
√
√
7.如圖所示，把一個(gè)量程為5 mA的電流表表頭改裝成電阻表“×1”擋，表頭的內(nèi)阻是50 Ω，電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5 V，內(nèi)阻為10 Ω。經(jīng)過歐姆調(diào)零之后測(cè)電阻，當(dāng)電阻表指針指到中間刻度位置時(shí)，被測(cè)電阻Rx的阻值是
A.60 Ω B.150 Ω C.300 Ω D.600 Ω
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答案
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答案
兩個(gè)表筆短接時(shí)，回路的電流應(yīng)該是5 mA，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知電阻表的內(nèi)電阻R內(nèi)＝ Ω＝300 Ω，當(dāng)電阻表指針指到中間刻度位置時(shí)，Rx＋R內(nèi)＝，可知被測(cè)電阻的阻值Rx＝300 Ω，C正確。
8.在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻R的阻值為1 Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R1＝4 Ω，在滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)過程中，理想電壓表的示數(shù)變化范圍是
A.1~3 V B.3~5 V
C.0~6 V D.保持6 V不變
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答案
能力綜合練
√
根據(jù)題意，由題圖可知，電壓表測(cè)量的是路端電壓，由路端電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系可知，負(fù)載電阻最大時(shí)，即R1＝4 Ω時(shí)，路端電壓最大，由閉合電路歐姆定律可得Umax＝E－·r＝5 V，負(fù)載電阻最小時(shí)，即R1＝0時(shí)，路端電壓最小，由閉合電路歐姆定律可得Umin＝E－·r＝3 V，即理想電壓表的示數(shù)變化范圍是3~5 V，故選B。
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答案
9.(多選)在如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，R1＝150 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑動(dòng)變阻器，當(dāng)其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測(cè)得電源的路端電壓隨總電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的，則
A.電源的電動(dòng)勢(shì)為20 V
B.電源的內(nèi)阻為20 Ω
C.定值電阻R2的阻值為10 Ω
D.滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為150 Ω
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答案
√
√
√
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答案
由閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r，結(jié)合題圖乙知E＝20 V，r＝20 Ω，故A、B正確；
當(dāng)R3的滑片自左向右滑時(shí)，R3連入電路的阻值變小，使電路總電阻變小，而總電流變大。由此可知，圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片分別位于最左端和最右端時(shí)所得到的。當(dāng)滑片位于最右端時(shí)，R3＝0，R1被短路，
外電路總電阻即為R2，R2＝ Ω＝5 Ω，故C錯(cuò)誤；
當(dāng)滑片在最左端時(shí)，其阻值最大，并對(duì)應(yīng)著圖線上的A點(diǎn)，R總＝ Ω＝80 Ω，又R總＝＋R2，代入數(shù)值解得滑動(dòng)變阻器的最大阻值R3＝150 Ω，故D正確。
10.(來自魯科教材)電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖像如圖所示， 圖中U為路端電壓，I為干路電流，圖像上a、b兩點(diǎn)相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb。由圖可知ηa、ηb的值分別為
A.， B.，
C.， D.，
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答案
尖子生選練
√
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答案
電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比，即η＝，E為電源電動(dòng)勢(shì)，在U－I圖像中，縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)圖像可知Ua＝E、Ub＝E，則ηa＝，ηb＝。選項(xiàng)D正確。
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本課結(jié)束
第
十
二
章
2

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