第3章 恒定电流 恒定电流
知识整合与阶段检测
专题一 伏安法测电阻 1．原理
伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律R＝。 2．两种测量电路的比较 比较项目 电路图 电流表外接法 电流表内接法 UI 由于电压表的内阻有分流作用，电阻的测量值R外＝＝ 误差分析 UI由于电流表内阻的分压作用，电阻的测量值R内＝＝UUU＋RxRVRxRVRARx＝RxRV＜Rx Rx＋RVUUx＋UA＝Rx＋RA＞Rx II①若＞，通常认为待测电阻的阻值较大，电流表的分压作用可忽略，比较法 应采用电流表内接电路；②若＜，通常认为待测电阻的阻值较小，电压表的分流作用可忽略，应采用电流表外接电路 如图所示，将电压表的左端接a点，而将右端分别与RxRVRARx电路选择方法 b、c两点试触，观察电流表和电压表示数的变化：试触法 ①若电流表示数变化大，说明待测电阻是大电阻，应该用电流表内接法测量(接c点)；②若电压表示数变化大，说明待测电阻是小电阻，应该用电流表外接法测量(接b点)
[例证1] 用伏安法测电阻时，由于实际电表内阻的影响，会给测量带来系统误差，但合理地选择电表的接法可以有效地减小这种误差。如图3－1所示的伏安法测电阻的电路中，如果不知道被测电阻的大概
阻值时，为了选择正确的电路以减小系统误差，可将电压表的一个接线头 图3－1
1
P分别在a、b两点试触一下。
(1)如果发现电流表读数没有显著变化，则P应接在________处。 (2)如果发现电压表读数没有显著变化，则P应接在________处。
[解析] 若P从a移到b时，电流表读数没有显著变化，说明电压表的分流作用不明显，
P应接在a处；此时电压表测量的是电阻Rx两端的电压，电流表的测量值比较接近流过电阻Rx的电流值，可以有效减小系统误差。同理分析，若P从a移到b时，电压表读数没有显著
变化，说明电流表的分压作用不明显，P应接在b处，可以有效减小系统误差。
[答案] (1)a (2)b 专题二 滑动变阻器的接法
滑动变阻器在电路中通常有两种接法——限流式和分压式。 1．滑动变阻器的两种接法对比 接法项目 限流式 分压式 电路组成 连接变阻器的导线分别接金变阻器接入电路特点 属杆一端和电阻线圈一端的接线柱(图中变阻器Pa部分被短路不起作用) 调压范围 2．如何选用
连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈的两端接线柱(图中变阻器Pa、Pb都起作用，即从变阻器上分出一部分电压加到待测电阻上) 0～E(不计电源内阻) ERxRx＋R～E(不计电源内阻) 由于限流式接法电路简单，耗能低，通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：
(1)当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压电路。
(2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法。
(3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法。
[例证2] 用伏安法测量一个定值电阻的阻值，所需器材及规格如下： (1)待测电阻Rx(约100 Ω)；
(2)直流毫安表(量程0～10 mA，内阻50 Ω)；
2
(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)； (4)直流电源(输出电压4 V，内阻不计)；
(5)滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)； (6)开关一个，导线若干。
试根据器材的规格和实验要求，画出合理的电路图。 [解析] (1)待测电阻与电表内阻的比值分别为
Rx＝2， RA
RV
＝50 Rx因为＜ 即电流表的分压作用不能忽略，而电压表的分流作用可以不计，所以应采用电流表外接电路。
(2)如图3－2甲所示，当滑动变阻器限流式接入时，电路中的最小电流为
RxRV
RARx
图3－2
EImin＝＝0.024 A＞10 mA
R0＋RA＋Rx毫安表将被烧坏。
当滑动变阻器分压式接入电路使用时，电路的最小电阻和通过变阻器的最大电流分别为
Rmin＝
Rx＋RAR0
≈14 Ω
R0＋RA＋RxEImax＝＝0.29 A＜1 A
Rmin
可见，变阻器可以安全工作。
这时，毫安表中的电流，可以通过控制滑动变阻器，在0～10 mA内进行调节。 所以，在连接实验电路时，不仅电流表应外接，而且必须将滑动变阻器作分压器使用，故电路图如图乙所示。
[答案] 见“解析”
3
1．如图3－3所示，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，电压表内阻为500 Ω，那么待测电阻R的测量值比真实值________，测量值为________，真实值为________。
图3－3
解析：因为电压表和R并联，则电压表读数U′等于R的真实电压U，而电流表的读数
U′I′为R与电压表的总电流，所以I′大于通过R的真实电流，所以R的测量值R′＝，
I′
小于真实值R＝。R的测量值R′＝
UIU′10UU＝ Ω＝100 Ω，R的真实值R＝＝＝I′0.1IUV
I－RV
Ω＝125 Ω。 100.1－
500
答案：小 100 Ω 125 Ω
2．图3－4中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材。
(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路图连接完整。
(2)开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于________。(选填“A端”“B端”或“AB中间”)
(3)实验中测得有关数据如下表：
10
U/V I/A 0.40 0.10 0.80 0.16 1.20 0.20 1.60 0.23 2.00 0.25 2.40 0.26 2.80 0.27 根据表中的实验数据，在图乙中画出小灯泡的I-U特性曲线。
图3－4
(4)若已知小灯泡灯丝在27 ℃时电阻值约为1.5 Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为________ ℃。(保留三位有效数字)
解析：(1)对于小灯泡的伏安特性曲线的实验，电流和电压要从零开始调节，故本实验
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必须使用滑动变阻器分压式接法；由于小灯泡的电阻较小，实验室中的电压表内阻远大于小灯泡的电阻，故采用电流表外接法进行伏安法测电阻；在连接实物图时要注意电表的量程与正负极。
(2)在实验开始前要检查电路的安全性，为了保护电流表和电压表，需要将滑动变阻器的分压值调为零，即将滑片置于A位置。
(3)如图乙所示。
(4)由作出的伏安特性曲线图读取电压为2.5 V时，电流约为0.262 A，依题意可得：2.5t＋273℃3
＝，解得t＝1 635℃＝1.64×10℃。
0.262×1.527℃＋273 ℃
答案：(1)如图甲所示 (2)A端 (3)如图乙所示 (4)1.64×10(1.58×10～1.65×10均对)
3
3
3
一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分，每题至少有一个选项符合题意，多选、错选不得分，选对但选不全得4分)
1．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说( ) A．1 h电池供给8 C的电荷量 B．1000 s电池供给8 C的电荷量 C．1 s电池供给8 C的电荷量 D．1 min电池供给8 C的电荷量 解析：由q＝It可知，只有B项正确。 答案：B
2．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10列说法正确的是( )
A．电子绕核运动的等效电流为6.7×10 A B．电子绕核运动的等效电流为1.5×10 A C．等效电流的方向与电子的运动方向相反 D．等效电流的方向与电子的运动方向相同
解析：根据电流的定义，等效电流为I＝＝6.7×10 A，电流方向与电子运动方向相
3－4
－16
s，则下
qt－4
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