《恆定電流》
一、閉合電路歐姆定律的應用
1.(多選)在如圖甲所示的電路中，l1、l2、l3為三個相同規格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示．當開關s閉合後，電路中的總電流為0.25 a，則此時( )
a．l1上的電壓為l2上電壓的2倍
b．l1消耗的電功率為0.75 w
c．l2的電阻為12 ω
d．l1、l2消耗的電功率的比值大於4
例7 bd
2.(多選)[2016·長沙四校聯考] 如圖所示，圖中的四個電表均為理想電表，當滑動變阻器滑片p向右端移動時，下面說法中正確的是( )
a．電壓表v1的讀數減小，電流錶a1的讀數增大
b．電壓表v1的讀數增大，電流錶a1的讀數減小
c．電壓表v2的讀數減小，電流錶a2的讀數增大
d．電壓表v2的讀數增大，電流錶a2的讀數減小
例5 ad [解析] 滑動變阻器滑片p向右端移動，使得rp變小，總電阻變小，總電流變大，即電流錶a1的讀數增大．內電壓變大，r1所分電壓變大，併聯電路電壓即電壓表v1的讀數變小．即r3兩端電壓變小，通過r3的電流變小即電流錶a2的讀數減小，由於總電流增大，所以經過另外乙個支路即經過r2的電流變大，r2兩端電壓變大，即電壓表v2的讀數增大，a、d項正確．
3. (多選)在如圖所示的電路中，由於某一電阻發生短路或斷路，a燈變暗，b燈變亮，則故障可能是( )
a．r1短路 b．r2斷路
c．r3斷路 d．r4短路
例6 bc
4.[2015·北京卷] 如圖所示，其中電流錶a的量程為0.6 a，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.
02 a；r1的阻值等於電流錶內阻的；r2的阻值等於電流錶內阻的2倍．若用電流錶a的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是( )
a．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04 a
b．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02 a
c．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06 a
d．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01 a
例3 c [解析] 電流錶和電阻r1併聯，r1的電阻值為電流錶內阻的，則由併聯電路特點可知，通過電流錶的電流ia是通過r1的電流的，則ia＝i總，其中i總為干路電流．所以可以用電流錶上的0.02 a的乙個小格表示總電流0.06 a．所以選項c正確．
5．(多選)如圖所示電路中，電源內阻忽略不計．閉合開關，電壓表示數為u，電流表示數為i；在滑動變阻器r1的滑片p由a端滑到b端的過程中( )
a．u先變大後變小
b．i先變小後變大
c．u與i比值先變大後變小
d．u變化量與i變化量比值等於r3
[解析] bc 據題意，由於電源內阻不計，電壓表的示數總是不變，故選項a錯誤；滑片滑動過程中，r1兩部分併聯的阻值先增大後減小，電壓不變，所以電流表示數先減小後增大，故選項b、c正確；由於電壓表示數沒有變化，故選項d錯誤．
6.(多選) 在如圖所示的電路中，電源內阻不能忽略，當移動滑動變阻器滑片時，電流表示數變大，則( )
a．電源的總功率一定增大
b．電源的輸出功率一定增大
c．電源內部消耗的功率一定減小
d．電源的效率一定減小
變式題 ad [解析] 滑片移動時，電流表示數變大，可知滑片向右移動，電路的總電阻減小，總電流增大，因此電源的總功率增大，電源的效率減小，a、d正確；電源內阻消耗的功率增大，輸出的功率變化不確定，b、c錯誤．
7. 如圖所示，已知電源電動勢e＝5 v，內阻r＝2 ω，定值電阻r1＝0.5 ω，滑動變阻器r2的阻值範圍為0～10 ω.
(1)當滑動變阻器r2的阻值為多大時，電阻r1消耗的功率最大？最大功率是多少？
(2)當滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？
(3)當滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？
例4 (1)0 2 w (2)2.5 ω 2.5 w (3)1.5 ω 3.125 w
[解析] (1)定值電阻r1消耗的電功率p1＝i2r1＝
當滑動變阻器的阻值r2＝0時，r1消耗的功率最大
最大功率p1m＝＝2 w.
(2)電源的等效內阻r′＝r1＋r＝2.5 ω，
當滑動變阻器的阻值r2＝r′＝2.5 ω時，滑動變阻器消耗的功率最大
最大功率p2m＝＝2.5 w.
(3)當r1＋r2＝r，即r2＝r－r1＝(2－0.5) ω＝1.5 ω時，電源有最大輸出功率
最大輸出功率p出m＝＝3.125 w.
二、電學實驗專題
1.某物理實驗小組利用實驗室提供的器材測定電壓表v1的內阻，可選用的器材如下：
a．待測電壓表v1：量程3 v，內阻約3 kω
b．電壓表v2：量程15 v，內阻約20 kω
c．電流錶a：量程3 a，內阻約0.1 ω
d．定值電阻r0：9.0 kω
e．滑動變阻器r1：0～200 ω
f．滑動變阻器r2：0～2 kω
g．電源e：電動勢約為12 v，內阻忽略不計
h．開關、導線若干
(1)為了準確測量電壓表v1的內阻，兩位同學根據上述實驗器材分別設計了如圖甲和乙兩個測量電路，你認為________(選填「甲」或「乙」)更合理，並在實物圖丙中用筆畫線代替導線將電路圖補充完整．
(2)該實驗中滑動變阻器應該選用________(選填「r1」或「r2」)．
(3)用已知量r0和v1、v2的示數u1、u2來表示電壓表v1的內阻：rv1
例5 (1)乙如圖所示 (2)r1 (3)
[解析] (1)甲圖中，因為電壓表v2的內阻與r0阻值相當，通過電壓表v2的電流不能忽略，故用通過r0的電流作為通過v1的電流，誤差較大；故用乙電路較合理，電路連線如圖所示．
(2)實驗中滑動變阻器要用分壓接法，故應選取阻值較小的r1.
(3)根據歐姆定律可知：rv1＝＝.
2.為了測量一電阻的阻值rx，現有以下器材：蓄電池e，電流錶 a，電壓表 v，滑動變阻器r，電阻箱rp，開關s1、s2，導線若干．某活動小組設計了如圖1甲所示的電路．
實驗的主要步驟如下：a.閉合s1，斷開s2，調節r和rp，使電流錶和電壓表示數合適，記下兩表示數分別為i1、u1；
b．閉合s2，保持rp阻值不變，記下電流錶和電壓表示數分別為i2、u2.
圖1(1)按電路圖在實物圖乙上連線；
(2)寫出被測電阻阻值的表示式：rx用兩電表的讀數表示)；
(3)電流錶、電壓表都不是理想電表，則被測電阻的測量值________(選填「大於」「小於」或「等於」)真實值．
變式題 (1)如圖所示
(2) (3)等於
3.圖1為某磁敏電阻在室溫下的b曲線，其中rb表示有磁場時磁敏電阻的阻值，r0表示無磁場時磁敏電阻的阻值．為測量某磁場的磁感應強度b，需先測量磁敏電阻處於磁場中的電阻值．
圖1圖2
(1)請在圖2中新增連線，將電源(電動勢3 v，內阻不計)、磁敏電阻(無磁場時阻值r0＝250 ω)、滑動變阻器(全電阻約10 ω)、電流錶(量程2.5 ma，內阻約3 ω)、電壓表(量程3 v，內阻約3 kω)、開關連線成測量磁敏電阻阻值的實驗電路．
(2)將該磁敏電阻置入待測勻強磁場中．不考慮磁場對電路其他部分的影響．閉合開關後，測得如下表所示的資料：
根據上表可求出磁敏電阻的測量值rb結合圖z716可知待測磁場的磁感應強度b＝________t．(結果均保留兩位有效數字)
例7 (1)如圖所示 (2)1.5×103 0.80
[解析] (1)採用伏安法測量電阻，由於待測電阻較大，採用電流錶內接法，滑動變阻器採用分壓式接法，連線實物圖如圖所示；
(2)由r＝求出每次r的測量值，再採用多次測量取平均值的方法，則得rb＝×＋＋＋＋ω＝1.5×103 ω；＝＝6；可知待測磁場的磁感應強度b為0.80 t.
4.（2010福建）如圖所示是一些準備用來測量待測電阻rx阻值的實驗器材，器材及其規格列表如下
為了能正常進行測量並盡可能減少測量誤差，實驗要求測量時電表的讀數大於其量程的一半，而且調節滑動變阻器能使電表讀數有較明顯的變化。請用實線代表導線，在所給的實驗器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測量rx阻值的電路。
5．【2014·天津卷】 (3)現要測量乙個未知電阻rx的阻值，除rx外可用的器材有：
多用電表(僅可使用歐姆擋)；
乙個電池組e(電動勢6 v)；
乙個滑動變阻器r(0～20 ω，額定電流1 a)；
兩個相同的電流錶g(內阻rg＝1000 ω，滿偏電流ig＝100 μa)；
兩個標準電阻(r1＝29 000 ω，r2＝0.1 ω)；
乙個電鍵s、導線若干．
①為了設計電路，先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻，採用「×10」擋，調零後測量該電阻，發現指標偏轉非常大，最後幾乎緊挨滿偏刻度停下來，下列判斷和做法正確的是________(填字母代號)．
a．這個電阻阻值很小，估計只有幾歐姆
b．這個電阻阻值很大，估計有幾千歐姆
c．如需進一步測量可換「×1」擋，調零後測量
d. 如需進一步測量可換「×1k」擋，調零後測量
②根據粗測的判斷，設計乙個測量電路，要求測量盡量準確並使電路能耗較小，畫出實驗電路圖，並將各元件字母**標在該元件的符號旁．
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