4.3典型案例分析學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.掌握歐姆表的電路組成和刻度原理，能熟練應(yīng)用歐姆表測(cè)量未知電阻(重點(diǎn))2加深理解閉合電路歐姆定律(重點(diǎn))3掌握閉合電路歐姆定律的應(yīng)用(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知知識(shí)梳理一、歐姆表的原理1電路構(gòu)造圖431歐姆表電路由電池、電流表、調(diào)零電阻和紅、黑表筆構(gòu)成2電阻調(diào)零將紅、黑表筆相接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻RP，使電流表滿偏，此時(shí)有Ig，故歐姆表的內(nèi)阻R0RgrRP.3刻度原理將待測(cè)電阻接入紅、黑表筆之間，通過(guò)表頭的電流與待測(cè)電阻Rx的對(duì)應(yīng)關(guān)系有I，可見電流I與待測(cè)電阻Rx單值對(duì)應(yīng)，在刻度盤上直接刻出與電流I對(duì)應(yīng)的電阻Rx的值，就可以直接讀出被測(cè)電阻的阻值了二、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用1如圖432所示電路，當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，電路中總電阻RR1r，總電流I，路端電壓UEIr.圖4322當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，電路中總電阻Rr，路端電壓減小(選填“增大”或“減小”)基礎(chǔ)自測(cè)1思考判斷(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)使用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，指針擺動(dòng)角度越大，測(cè)量越精確()(2)當(dāng)外接電阻為零時(shí)，歐姆表電路中電阻為零()(3)當(dāng)被測(cè)電阻Rx與歐姆表內(nèi)阻R0相等時(shí)，歐姆表指針指在刻度盤中央位置()(4)電路中的用電器越多，總電阻越大()(5)當(dāng)外電路用電器并聯(lián)時(shí)，支路越多，干路電流越大()(6)閉合電路中干路電流越大，路端電壓越大()【提示】(1)多用電表歐姆擋指針在中央位置附近最精確(2)歐姆表的內(nèi)部有電阻(4)當(dāng)用電器并聯(lián)時(shí)，越多總電阻越小(6)根據(jù)U外EIr，干路電流越大，路端電壓越小2(多選)關(guān)于歐姆表，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682204】A歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的B由于電流和電阻成反比，所以刻度盤上的刻度是均勻的C使用歐姆表時(shí)，選擇好一定量程的歐姆擋后首先應(yīng)該將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零D當(dāng)換用不同量程的歐姆擋去測(cè)量電阻時(shí)，可不必進(jìn)行歐姆調(diào)零AC歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，故A正確，由Ix知Ix與Rx不成比例關(guān)系，刻度不均勻，B錯(cuò)誤使用歐姆表時(shí)，每換一次擋都必須重新歐姆調(diào)零，C正確，D錯(cuò)誤3在電源一定的閉合電路中，下列哪個(gè)說(shuō)法正確()A路端電壓與外電阻成正比B路端電壓隨外電阻的增大而增大C外電路短路時(shí)，路端電壓的值等于電源電動(dòng)勢(shì)的值D路端電壓一定大于內(nèi)電路的電壓B由閉合電路歐姆定律可得：I，EUIr，聯(lián)立得UEr，故A錯(cuò)誤，B正確；電路短路時(shí)R0，路端電壓等于0，故C，D錯(cuò)誤合 作 探 究攻 重 難多用電表歐姆擋原理1原理如圖433所示甲乙丙圖433歐姆表測(cè)量電阻的理論根據(jù)是閉合電路歐姆定律，所以通過(guò)表頭的電流為：I，Rx與電流I一一對(duì)應(yīng)，故可以將表盤上的電流值改為電阻值，就可以從表盤上直接讀出電阻的數(shù)值，這樣就制成了一個(gè)歐姆表其中，R也叫調(diào)零電阻，RRgr為歐姆表的內(nèi)阻2中值電阻：RRgr是多用電表電阻擋的內(nèi)阻，當(dāng)被測(cè)電阻RxRRgr時(shí)，通過(guò)表頭的電流I，即通過(guò)表頭的電流為滿偏電流的一半，此時(shí)指針指在刻度盤的中央，所以一般電阻擋的內(nèi)阻稱為中值電阻3刻度方法及位置刻度標(biāo)注方法標(biāo)注位置“0 ”紅、黑表筆相接調(diào)節(jié)調(diào)零電阻使指針滿偏被測(cè)電阻Rx0滿偏電流Ig處“ ”紅、黑表筆不接觸表頭指針不偏轉(zhuǎn)被測(cè)電阻Rx電流為零處中值電阻RxrRRg刻度盤正中央“Rx”紅、黑表筆接RxIxRx與Ix一一對(duì)應(yīng)與Rx對(duì)應(yīng)電流Ix處使用多用電表測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)，給定的器材有：待測(cè)多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多用電表調(diào)至1 擋，調(diào)好零點(diǎn)；電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值完成下列填空：(1)儀器連線如圖434所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆)若兩電表均正常工作，則表筆a為_(填“紅”或“黑”)色圖434(2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后，圖435中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖中(a)、(b)、(c)所示，則多用電表的讀數(shù)為_ ，電流表的讀數(shù)為_ mA，電阻箱的讀數(shù)為_ .(a)(b)(c)圖435(3)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_ V(保留3位有效數(shù)字)【解析】(1)多用電表在使用時(shí)必須使電流從紅表筆(正接線柱)流進(jìn)，黑表筆(負(fù)接線柱)流出，串聯(lián)的電流表也必須使電流從正接線柱流進(jìn)，負(fù)接線柱流出，所以可以判斷電流是從a表筆流出的為黑表筆(2)多用電表用1 擋，由圖示可知，其示數(shù)為14.01 14.0 ；電流表的量程是60 mA，由圖示可知，其分度值為1 mA，示數(shù)為53.0 mA；電阻箱的讀數(shù)為：0100 010 41 60.1 4.6 .(3)當(dāng)表頭短接時(shí)電路電流最大為表頭的滿偏電流Ig，將Rg取為rrgR，為多用電表的內(nèi)阻，當(dāng)待測(cè)電阻等于Rg時(shí)，表頭半偏，表針指在歐姆表盤的中值上，所以Rg又稱為中值電阻當(dāng)選擇1 擋測(cè)量時(shí)中值電阻直接在歐姆表盤上讀數(shù)為15 ，在(2)中多用電表外的電阻為多用電表的讀數(shù)14.0 ，干路電流是53.0 mA，則電源電動(dòng)勢(shì)是EI(R內(nèi)R外)0.053(1514) V1.537 V1.54 V.【答案】(1)黑(2)14.053.04.6(3)1.54巧用電阻箱測(cè)定電動(dòng)勢(shì)此題創(chuàng)新性地利用電流表和電阻箱測(cè)量歐姆表的電源電動(dòng)勢(shì)，解題關(guān)鍵就是從表盤中讀出歐姆表的內(nèi)阻，利用閉合電路歐姆定律求解針對(duì)訓(xùn)練1. (多選)如圖436所示為多用電表歐姆擋的內(nèi)部電路，a、b為表筆插孔下列說(shuō)法中正確的是()圖436Aa孔插紅表筆B表盤刻度是均勻的C用100 擋測(cè)量時(shí)，若指針指在0附近，則應(yīng)換用1 k擋D測(cè)量“220 V 100 W”的燈泡的電阻，會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)量的電阻比484 小AD由圖示可知，a插孔與內(nèi)置電源負(fù)極相連，則a插孔是“”插孔，a孔應(yīng)插紅表筆，故A正確；歐姆表刻度盤不均勻，右側(cè)稀疏左側(cè)密集，故B錯(cuò)誤；用100 擋測(cè)量時(shí)，若指針指在0 附近，說(shuō)明所選擋位太大，應(yīng)換小擋，應(yīng)換用10 擋，故C錯(cuò)誤；測(cè)燈泡電阻時(shí)應(yīng)把燈泡從電路中斷開，其溫度比燈泡正常發(fā)光時(shí)的溫度低，電阻小于燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，因此測(cè)量“220 V 100 W”的燈泡的電阻，會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)量的電阻比484 小，故D正確2.如圖437所示為一簡(jiǎn)單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig300 A，內(nèi)阻Rg100 ，可變電阻的最大阻值為10 k，電池的電動(dòng)勢(shì)E1.5 V，內(nèi)阻r0.5 ，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是_色，按正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤的正中央，則Rx_ k.若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測(cè)上述Rx，其測(cè)量結(jié)果與原結(jié)果相比較_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682205】圖437【解析】根據(jù)電流從紅表筆進(jìn)，從黑表筆出可得圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是紅色，歐姆表的內(nèi)阻為r內(nèi) k5 k，按正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤的正中央，即電路電流為，故有，解得Rx5 k，當(dāng)電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大時(shí)，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流Ig不變，由公式：r內(nèi)，歐姆表內(nèi)阻r內(nèi)得調(diào)小，待測(cè)電阻的測(cè)量值是通過(guò)電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來(lái)的，由I，可知當(dāng)r內(nèi)變小時(shí)，I變小，指針跟原來(lái)的位置相比偏左了，故歐姆表的示數(shù)變大了【答案】紅5變大閉合電路歐姆定律的應(yīng)用1閉合電路歐姆定律的兩種形式閉合電路歐姆定律有兩種形式I和U外EIr.(1)I只適用于外電路為純電阻的閉合電路(2)由于電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r不受R變化的影響，由I可知隨著R的增大，電路中電流I減小(3)U外EIr既適用于外電路為純電阻的閉合電路，也適用于外電路為非純電阻的閉合電路2應(yīng)用閉合電路歐姆定律計(jì)算的兩種方法(1)充分利用題中條件結(jié)合閉合電路歐姆定律I列方程求解，求出電流I是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，I是聯(lián)系內(nèi)、外電路的橋梁(2)根據(jù)具體問(wèn)題可以利用圖像法，這樣解決問(wèn)題更方便如圖438所示，電燈L標(biāo)有“4 V1 W”滑動(dòng)變阻器R的總電阻為50 .當(dāng)滑片P滑至某位置時(shí)，L恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)為0.45 A由于外電路發(fā)生故障，電燈L突然熄滅，此時(shí)電流表示數(shù)變?yōu)?.5 A，電壓表示數(shù)為10 V若導(dǎo)線連接完好，電路中各處接觸良好試問(wèn)：圖438(1)發(fā)生的故障是短路還是斷路？發(fā)生在何處？(2)發(fā)生故障前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大？(3)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻為多大？思路點(diǎn)撥：電壓表示數(shù)增大，說(shuō)明路端電壓增大，外電路總電阻增大，進(jìn)一步說(shuō)明電路某處斷路由故障前和故障后分別列出方程可求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【解析】(1)電路發(fā)生故障后，電流表讀數(shù)增大，路端電壓UU2I2R2也增大，因此外電路總電阻增大，一定在外電路某處發(fā)生斷路由于電流表有讀數(shù)，R2不可能斷路，電壓表也有讀數(shù)滑動(dòng)變阻器R也不可能斷路，只可能是電燈L發(fā)生斷路(2)L斷路后，外電路只有R2，因無(wú)電流流過(guò)R，電壓表示數(shù)即為路端電壓U2U端10 V，R2 20 .L未斷路時(shí)恰好正常發(fā)光，UL4 V，IL0.25 A.U端U2I2R20.4520 V9 V.R 20 .(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律EUIr知，故障前E9(0.450.25)r，故障后E100.5r.得r5 ，E12.5 V.【答案】(1)斷路電燈L處(2)20 (3)12.5 V5 電路故障分析方法(1)斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，如果有電壓再逐段縮小與電路并聯(lián)的范圍，當(dāng)電壓表的指針示數(shù)等于或接近電動(dòng)勢(shì)E且并聯(lián)的元件唯一時(shí)，可判斷斷點(diǎn)的位置(2)短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，如果有電壓再逐段與電路并聯(lián)如果電壓表的指針沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該部分電路被短路；如果電壓表的指針有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該部分電路不被短路或不完全被短路針對(duì)訓(xùn)練3.如圖439所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，當(dāng)開關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測(cè)得各部分的電壓是Uab6 V，Uad0 V，Ucd6 V，由此可斷定()圖439AL1和L2的燈絲都燒斷了BL1的燈絲燒斷了CL2的燈絲燒斷了D變阻器R斷路C由Uab6 V可知，電源完好，燈泡都不亮，說(shuō)明電路當(dāng)中出現(xiàn)斷路故障，且在外電路之間由Ucd6 V可知，燈泡L1與變阻器R是通的，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈L2斷路所以選項(xiàng)C正確4如圖4310所示，將一根粗細(xì)均勻的電阻絲彎成一個(gè)閉合的圓環(huán)，接入電路中，電路與圓環(huán)的O點(diǎn)固定，P為與圓環(huán)良好接觸的滑動(dòng)頭，閉合開關(guān)S，在滑動(dòng)頭P緩慢地由m點(diǎn)經(jīng)n點(diǎn)移到q點(diǎn)過(guò)程中，電容器C所帶的電荷量將() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682206】圖4310A由少變多B由多變少C先增多后減少D先減少后增多D因圓環(huán)的兩部分電阻并聯(lián)，則當(dāng)兩部分電阻相等時(shí)阻值最大，則當(dāng)滑動(dòng)頭P由m點(diǎn)經(jīng)n點(diǎn)移到q點(diǎn)的過(guò)程中，電路總電阻先變大后變小，由閉合電路歐姆定律得知，電路中電流先變小后變大，R的電壓先變小后變大，對(duì)于電容器，其電壓等于R兩端的電壓，則由QCU，可知電容器的電荷量先減少后增多，故D正確當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1(多選)關(guān)于多用電表表面上的刻度線，下列說(shuō)法中正確的是()A直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以共用一個(gè)刻度B電阻刻度是不均勻的C電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線相對(duì)應(yīng)D電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線不對(duì)應(yīng)ABC電流表和電壓表零刻度線在左側(cè)，最大值在右側(cè)，刻度均勻；歐姆表零刻度線在右側(cè)，最大值在左側(cè)，不均勻，故A、B、C正確2如圖4311所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，理想電壓表示數(shù)為3 V，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為1.8 V，則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682207】圖4311A53B35C23D32DS斷開時(shí)，電壓表的讀數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，即E3 V，S閉合時(shí)電壓表讀數(shù)為路端電壓，即U1.8 V，所以U內(nèi)EU1.2 V根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配知Rr32，故答案為D項(xiàng)3若某歐姆表表頭的滿偏電流為5 mA，內(nèi)接一節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，那么該歐姆表的內(nèi)阻為多少歐？待測(cè)電阻接入紅、黑表筆之間時(shí)，若指針轉(zhuǎn)至滿刻度的處，則待測(cè)電阻的阻值為多少歐？【解析】R內(nèi) 300 因?yàn)镮所以RxR內(nèi) 300 100 .【答案】300100