专题09恒定电流【高考命题热点】主要考查电学实验，即以测电阻、描绘小灯泡伏安特线曲线、测定电阻丝电阻率、测定电源电动势和内阻、测电流表电压表内阻及电表改装、多用电表用法为基础的探究实验或设计型实验。【知识清单】1.电流：单位时间内流过导体横截面的电量；即（定义式，与无关，仅是一种测量工具，：在时间内流过导体横截面的电量，：时间）。2.串、并联电路规律电路类型串联电路并联电路电压关系电流关系电阻关系并联时总电阻，当时总电阻3.纯电阻电路：4.欧姆定律（1）部分电路欧姆定律：（2）闭合电路欧姆定律：：电源电动势，电源能给电路提供的最大电压；：内电压；：外电压或路端电压（除内阻两端的内电压外的电压）；：干路电流；：电源内阻。5.几个功率①电源总功率：②电源内阻消耗的功率：③电源输出功率：设电源内阻为，外电路总电阻为，则：所以当时，电源输出功率最大，即电源效率-16-\n6.滑动变阻器在电路中的连接方式：限流式和分压式。连接方式限流式分压式电路图AS实物图I“一上一下”“一上两下”I特点电路简单，功耗小，可调范围较小电路复杂，功耗大，可调范围较大（用电器两端电压可实现从零逐渐调大）7.电流表在电路中的连接方式：内接法和外接法连接方式内接法内接法电路图（电压表把电流表囊括在里面）（电压表把电流表放在外面）连接情形内接外接误差分析（测量电路本身存在系统误差，未考虑电流表分压作用，即误差由电流表分压引起）（测量电路本身存在系统误差，未考虑电压表分流作用，即误差由电压表分流引起）记忆口诀“大中国，小老外”大：中：内接小：外：外接其中：所选电流表内阻；：所选电压表内阻。8.用半偏法测表头内阻-16-\n表头电流表电压表电路原理图GS2S1:电位器（或电阻箱）；:电阻箱VS:滑动变阻器；:电阻箱实验步骤将阻值调最大（保护电路），断开，闭合，调节使电流表指针满偏；保持不变，闭合，调节使电流表指针半偏，记下电阻箱读数，则（要求）。将调零，调节滑动变阻器滑片位置使电压表所在支路分压较小（保护电路，滑片向左滑动），闭合，调节滑动变阻器滑片位置使电压表指针满偏；保持滑片位置不变，调节使电压表指针半偏，记下电阻箱读数，则（要求）误差分析原因：保持不变，闭合，调节至电流表指针半偏时，电路总电阻减小，干路电流增大，通过电流大于电流表半偏电流，所以理论实验，即。原因：保持滑片位置不变，调节至电压表指针半偏时，电压表所在支路电阻增大，分压也增大，两端电压大于电压表半偏电压，所以理论，实验，即。9.电表改装内容小量程电流表改装成大量程电压表小量程电流表改装成大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流电路需要与电流表串联一定值电阻，即:电流表满偏电流；:电流表内阻需要与电流表并联一定值电阻，即:电流表满偏电流；:电流表内阻举例电流表：0.6A1电压表：3V需与电流表串联定值电阻：电流表：0.3A1电流表：0.6A需与电流表并联定值电阻：的电阻。-16-\n10.测电源电动势和内阻方法：方法电路原理图数据处理伏安法AVSE闭合电路欧姆定律：，即作图像：0斜率伏阻法RVSE0闭合电路欧姆定律：即作图像：安阻法AS斜率0R闭合电路欧姆定律：11.仪器选择原则（1）电压表、电流表：按电路估算最大电压和最大电流，按所选电表量程不超过最大估算值原则选择；（2）滑动变阻器：从满足实验要求和保护器材考虑，选用阻值小、额定电流大的。12.总结：（1）除测定电阻丝电阻率实验用电阻定律（）推导表达式外，基本都用闭合或部分电路欧姆定律来推导表达式；（2）电学实验考点：①选择仪器；②设计或补充电路图（实物图）；③补充实验步骤；④原理或表达式；⑤数据处理；⑥误差分析。附表测量电阻常用方法-16-\n答案P29热点突破提升练九1-16-\n．如图为两个不同电源的U－I图象，则下列说法正确的是( )A．电动势E1＝E2，内阻r1>r2B．电动势E1＝E2，内阻r1<r2C．接入相同电阻时，电源1的输出功率大D．接入相同电阻时，电源2的输出功率大2．如图所示，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(照射光的强度越强其电阻值越小)。闭合开关S后，若照射R3的光强度减弱，则( )A．R1两端的电压变大B．小灯泡消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．电源两极间的电压变小3．如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是( )A．若S1、S2闭合，则电吹风吹冷风B．电热丝的电阻为55ΩC．电动机工作时输出的机械功率为880WD．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J4．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则__________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。5．图甲是测量电阻Rx的原理图，电流表量程选0.6A，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总电阻为5Ω，总长为50.0cm。(1)根据原理图连接图乙的实物图。-16-\n图甲图乙(2)如图甲所示，合上S1前，应将滑片P置于________(填“d”或“e”)端。(3)断开S2，合上S1，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1的示数为0.50A时，单位长度电阻丝的电压u＝________V/m。(4)保持S1闭合，合上S2；滑动c改变ac的长度L，同时调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1的示数为0.50A；①若电流表内阻不计，c点在ab的中点时，电流表A2的示数为0.50A，则Rx＝________；②若电流表的内阻不能忽略，测量多组L和I2值，描出L与I2的图线如图丙所示所示，从实验原理角度说明图线不过原点的原因是___________________________________________________；若L－I2图线斜率为k，电流表A1和A2的内阻均为RA，则电阻Rx＝________(用“u、RA、k”表示)。6．某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系，除小灯泡外，可用的器材如下：A．电源(电动势3V，内阻为1.5Ω)B．电压表(0～3V，内阻约为10kΩ)C．电流表(0～0.6A，内阻约为5Ω)D．滑动变阻器(0～50Ω，额定电流0.4A)E．滑动变阻器(0～10Ω，额定电流1.0A)F．电键S，导线若干(1)实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U－I图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而________(填“增大”、“减小”或“不变”)；实验时应选用的滑动变阻器为________。(填器材前的字母序号)-16-\n(2)根据图甲，将图乙实验电路中缺少的导线补全(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)。(3)若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意滑动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是________W。(本问中电压表和电流表均视为理想电表，结果保留2位有效数字)7.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.8V，0.3A”。除了开关、导线外，还有如下器材：电压表V，量程0～5V，内阻约5kΩ电流表A1，量程0～500mA，内阻约0.5Ω电流表A2，量程0～100mA，内阻约4Ω滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，额定电流2.0A滑动变阻器R2，最大阻值100Ω，额定电流1.0A直流电源E，电动势约为6V，内阻约为0.5Ω（1）上述器材中，电流表应选______，滑动变阻器应选______。（填器材符号）（2）请根据所选的器材，在图甲中用笔画线代替导线，连接实验电路。甲A+V++－++-乙01.02.03.04.00.100.200.30I/AU/V-16-\n（3）根据实验数据，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙。则可确定小灯泡的功率P与U2和I2的关系，下列示意图中正确的是_______ABCDPU2PU2PI2PI2OOOO（4）将被测小灯泡与一个电动势为1.5V，内电阻为5Ω的电源串联组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为___________A。02015甲8、在“测定合金丝的电阻率”实验中：（1）用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图甲所示，则其直径d=___________mm；（2）如图乙所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头P，触头的另一端为接线柱c，当用手按下触头P时，触头P才与电阻丝接触，触头的位置可在刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数I保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L与对应的电压U。cab电阻丝触头P乙请根据下面给出的实验器材将图丙所示实验电路的连接补充完整（要求能改变电阻丝的测量长度并进行多次测量）。A．待测电阻丝（总阻值约20W）；B．电压表V（量程0～3V，内阻约3kW）；C．电流表A（量程0～100mA，内阻约5W）；D．滑动变阻器R（0～10W）；E．电源E（电动势4.5V，内阻不计）。F．开关、若干导线。R丙cabP-16-\n丁（3）利用测量数据画出U-L图线，如图所示，其中（L0，U0）是U-L图线上的一个点的坐标。根据U-L图线，用电阻丝的横截面积S，电流I，L0和U0可计算出电阻丝的电阻率ρ=。（用所给字母表示）9．某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。A．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5V，内阻约几欧姆B．直流电压表V1、V2，量程约为3V，内阻约为3kΩC．定值电阻R0未知D．滑动变阻器R，最大阻值RmE．导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图。(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0＝________(用U10、U20、Rm表示)(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1－U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则两节干电池的总电动势为E＝________，总内阻r＝________(用k、a、R0表示)。10．为了测定一电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：A．电流表G(满偏电流10mA，内阻10Ω)B．电流表A(0～0.6A～3A，内阻未知)-16-\nC．滑动变阻器R(0～100Ω，1A)D．定值电阻R0(阻值990Ω)E．开关与导线若干(1)某同学根据现有的实验器材，设计了图甲所示的电路，请按照电路图在图乙上完成实物连线。(2)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的I1－I2图线，I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数，由图线可以得到被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。11．某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线若干。实验步骤如下①按电路原理图(a)连接线路；图(a)②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。-16-\n图(b)(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。A．100μAB．250μAC．500μAD．1mA12．图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA。由题给条件和数据，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω。(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连。判断依据是：________________________。-16-\n13．为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择________倍率的电阻挡(填：“×10”或“×1k”，并________________再进行测量，之后多用表的示数如图(a)所示，测量结果为________Ω。(2)某同学想精确测得上述待测电阻Rx的阻值，实验室提供如下器材：A．电流表A1(量程50mA、内阻r1＝10Ω)B．电流表A2(量程200mA、内阻r2约为2Ω)C．电流表A3(量程0.6A、内阻r3约为0.2Ω)D．定值电阻R0＝30ΩE．滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)F．电源E(电动势为4V)G．开关S、导线若干回答：(b)①某同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图(b)所示，为保证测量时电流表读数不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：M为________；N为________。(填器材选项前相应的英文字母)②若M、N电表的读数分别为IM、IN，则Rx的计算式为Rx＝________。(用题中字母表示)14.某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有：小灯泡（额定电压，额定电流）；电压表（量程，内阻）；电流表（量程，内阻）；固定电阻（阻值）；滑动变阻器（阻值）；电源（电动势，内阻不计）；开关；导线若干。（1）实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。-16-\n由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_______（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率_______（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源（电动势，内阻）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关，在的变化范围内，小灯泡的最小功率为______，最大功率为______。（结果均保留位小数）15.某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100μ A，内阻大约为2500Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1，R2（其中一个阻值为20Ω，令一个阻值为2000Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99999.9Ω）；电源E（电动势约为1.5V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。-16-\n（2）完成下列填空：①R1的阻值为_______Ω（填“20”或“2000”）②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的_____端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________（填“相等或“不相等”。”）④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待微安表的内阻为______Ω（结果保留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：______________________________。16.图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头的满偏电流为250，内阻为。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆挡。-16-\n（1）图（a）中的A端与__________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）关于的使用，下列说法正确的是__________（填正确答案标号）。A．在使用多用电表之前，调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）根据题给条件可得__________，__________。（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为__________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为__________。（结果均保留3位有效数字）。-16-
