第五节--电流及电路实验.doc

第五节 电流和电路的实验
[知识要点]
（一）基本仪器
伏特表，安培表，多用表；滑线变阻器，电阻箱。
（二）欧姆表法测电阻
根据闭合电路欧姆定律
（三）伏安法测电源的电动势和内电阻
原理：电路图；数据处理。
[疑难分析]
（一）欧姆表测电阻的原理
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。它的构造如图9-72所示，当两表笔间接入被测电阻RX时，通过电流计G的电流I=，每一个RX值都与一个I值相对应，在刻度上直接标出与I对应的RX的值，测RX时，就可以从表盘上直接读出它的阻值。
（二）用伏安法测电源电动势和内电阻
A 实验原理
根据闭合电路的欧姆定律=U+Ir，用安培表和伏特表，分别测出若干组闭合电路的总电流和路端电压的值，通过计算法或图线法即可求出电源的电动势和内电阻r，实验电路图如图9-73所示，图中R0是保护电阻，R是滑线变阻器，改变R的值，可以改变电源的路端电压U和通过电源的电流I。
根据所测的n组U，I数据，用图线法可得出和r。
根据闭合电路欧姆定律，可得U和r的关系式
U=-Ir
对同一电源而言，和r都是常数，因此，在U-I直角坐标中，U-I图线是一根直线，如图9-74所示，图线在U轴上截距的大小等于电源的电动势，图线在I轴上的截距等于短路电流I短（这时U=0），则电源内电阻r=,电源内电阻r也可以由图线的斜率求得图线斜率tan在数值上等于电池的内电阻r。
B 实验步骤
（1）按实验电路，将实验器材连接好。连接前，电键K应处于断开状态，滑线变阻器R的阻值处于最大值，安培表和伏特表的量程也要适当。例如测一节干电池的电动势和内电阻，则安培表的量程为0.6A，伏特表的量程选3V。若所测电源的电动势和内电阻的大约值一点也不知，则选用最大量程，根据实验时电表的读数偏小则再改接较小的量程再实验。
（2）闭合K，移动滑动触头P的位置，使滑线变阻器的阻值适当减小，记录这时伏特表和安培表的示值U1和I1。
（3）重复实验步骤（2），测出5-6组U，I值，并填入表格中。
（4）在实验数据处理后，将实验器材复原摆齐。
C 数据处理与分析
根据所测5-6组，U、I数据，在U-I直角坐标中，标出相应的数据点，并将这些数据点连接成U-I图线，作U-I图线时，应尽可能使图线取各数据点分布的平均位置，即数据点尽可能接近图线，图线上下方数据点的点数大致相等。对于过于偏离直线的数据点，如图9-74中的A点，应视为异常点舍去。
将图线双向延长，U轴与图线的交点的示值就等于电源的电动势；I轴与图线的交点的示值表示外电路短路时的短路电流I短，由此求出电源的内电阻，如图9-75所示。
由图9-75可见比值在数值上等于图线与I轴夹角的正切tan(即图线斜率的大小)，因此当无法直接测出I短（如U轴与I轴交点处，U的示值不为零，如图9-75所示）时，可直接用求取tan值的方法求出电源的内阻（图9-75中tan=）。
[例题解析]
1.一电灯，电阻为4R，试设计一个电路，使电灯两端的电压调节范围尽可能大。可利用的器材为：一个电动势为，内电阻为的电源；一个最大值为R的滑线变阻器；一个电键；导线若干。
（1）将设计的电路图画在下方虚线框内。
（2）灯两端电压可调节的范围为 。
（3）按设计的电路图，将图9-77所示器材用线（表示导线）连接起来。

解析：（1）题目要求电灯两端的电压调节范围尽可能大，结合所给器材，电路图如图9-76所示。
（2）当滑线变阻器的滑动触头滑到最左端时，电灯两端电压最小为0伏（电灯被短路）；滑动触头滑到最右端时，电灯两端电压最大，为。所以电灯两端电压的调节范围为0-0.8。
（3）将器材按电路图连接起来的实验电路如图9-77所示。
2.如图9-78所示的电路中，当R=700Ω时，将万用表的表笔A，B短路，正好使表头指针满偏。现保持R不变，接上RX=1700Ω时，指针正好半偏，试求表头内阻Rg(电池内阻可略去不计)。
解析:根据闭合电路欧姆定律,通过表头的满偏电流Ig,电池电动势为,则
(1)
(2)
(1)式除以(2)式得

表头内阻
3.图9-79所示为测一节干电池的电动势和内电阻的电路。由于电路的各元件中有一个内部断路，闭合电键K后，滑动变阻器的滑动头，电压表的示数始终为1.5V，电流表的示数始终为零。应如何操作才能找出故障？
解析：闭合电键K，电压表的示数为1.5V，说明电池是完好的，且电键K是通的，导线hg,ai,fj也都是通的。
我们用电压表来检测故障。现在断开电键K，将导线ai在a处与电池正极解开（导线ab的a端仍与电池正极连接，即原电路保持不变）称解开的这一端为a。
闭合电键K。将a与接线柱b接触，若电压表的示数为1.5V，则导线ab是能通的，若电压表示数为零，则导线AB内部断路。同理，将a依次与c,d两个接线柱接触，可检查出电流表、导线cd是通的还是断路的。当a与接线柱e接触时电压表的示数为1.5V，则一定是导线ef内部断路。若电压表的示数为零，则是变阻器R内部断路了。
此种电路检测常用多用表的直流电压挡，由于有表笔，操作更为简便。
4.有一个单刀双掷开关K，两个阻值已知的电阻R1，R2和一只伏特表V，能否利用这些器材连成合适的电路来测出电源的电动势和内电阻？
（1）画出电路图；
（2）写出应测得的电学量和列出计算电源电动势和内电阻的式子。（不计伏特表内阻对电路的影响）
解析：（1）把这些器材按图9-80连成实验电路。
（2）将单刀双掷开关扳到位置I，测得R1两端的电压U1；将K扳到位置2，测得R2两端的电压U2。
根据闭合电路欧姆定律，可列出联立方程
（1）
（2）
解得电源内电阻
电源电动势

[知识拓宽]
（一）伏安法测电阻实验电路的选择
根据欧姆定律可得R=，从理论上讲，只要测出R两端的电压U和通过R的电流强度I，即可算出被测电阻R 电阻值。这种用一个电压表和一个电流表分别测得电阻R两端电压和通过R的电流；从而根据R=计算出电阻R的值。这种方法叫伏安法测电阻。
应用伏安法测电阻的电路有两种，如图9-81和图9-82所示。其中图9-81常称为安培表内接法，图9-82常称为安培表外接法。

若电表是理想的，也即安培表没有电阻，伏特表的内阻无限大，那么，伏安法测电阻的两种接法无区别，都能准确的测出RX的真实值。由于安培表和伏特表实际上都有一定的内阻，所以这两种测量电路都不能同时准确地测出RX两端的电压和通过RX的电流，根据伏特表和安培表示数U和I求得的RX=，并不等于RX的真实值。
若选用内接法电路，如图9-81所示，安培表的示数I等于通过RX的电流IX，即IX=I，但伏特表的示数U却大于RX两端的电压UX，即U>UX，因此测量值RX=大于RX的真实值，根据串联电路中电阻的分压特点，可得（式中RA为安培表的内电阻），因此，当，即RARX时，UX≈U，这时RX=就比较接近RX的真实值。所以，选用安培表内接的电路只适宜于测量阻值较大的未知电阻的阻值。
若选用安培表外接的电路，如图9-82所示，伏特表的示数U等于RX两端的电压UX，即UX=U，但安培表的示数I却大于通过RX的电流IX，即I>IX，所以测量值RX=小于RX的真实值。根据并联电路中电阻的分流特点，可求得通过RX的电流，（式中RV为伏特表的内阻）。因此，当，即时，IX≈I，这时测量值RX=就比较接近RX的真实值，因此，选用安培表外接的电路只适宜于测量阻值较小的未知电阻的阻值。
例题 已知电流表的内阻RA=0.04Ω，电压表的内阻RV=1200Ω。使用这两个电表，根据伏安法测两个电阻R1，R2的阻值，电阻R1阻值大约4Ω，R2阻值大约40Ω。试分析测量中采用电流表外接法还是采用电流表内接法。
解析：电阻R1≈4Ω。电流表内阻RA=0.04Ω，RA与R1的比值：。电压表内阻RV=1200Ω，R1与RX的比值。由以上分析可知根据伏安法测电阻R1时，采用电流表外接法较好，测量所产生的相对误差较小。
电阻R2。显然，此种情况采用电流表内接法较好，测量所产生的相对误差较小。
由此例题的分析可以看出，在讨论根据伏安法测电阻时选择测量电路，可以由待测电阻RX与RV，RX与RA的相对比值的大小来确定究竟选择哪一种电路为优。
利用伏安法测电阻时产生误差的原因，是由于未考虑电流表或电压表内阻的影响（即测量中电表均视为理想电表）。若像此例题中已知电表的内阻，在具体分析问题时注意根据电表的内阻分析电流表处接时电压表的分流作用，或是电流表内接时电流表的分压作用，则可以人测量原理上避免系统误差的产生。
[练习题]
一、填空题
1.滑线变阻器的结构示意图如图9-83(a)所示，A，B，C，D分别表示它的四个接线柱，如把它接入电路作分压器用，如图9-83(b)所示。在括号内分别填上变阻器接线柱的字母标号。

2.测干电池的电动势和内电阻的实验电路图如图9-84所示，已知干电池允许的最大放电电流为0.5A。
（1）在图9-84中的电表两端，分别标出安培表和伏特表接线柱的正负。
（2）鞔三种滑线变阻器：1）1000Ω，0.1A；2）20Ω，1.0A；3）10Ω，2.0A，实验时应选用 。
（3）闭合电键K前，滑线变阻器的滑动触片P应置于 端（填“a”或 “b”）。
（4）为了防止损坏安培表，实验中滑线变阻器的滑动触片P不允许置于 端（填“a”或“b”）。
3.某学生用欧姆表测一阻值约为200Ω的电阻，为较准确的测得该电阻的值，实验时应先将选择开关旋到R× Ω，测量前必须先将两表笔 ，进行 操作。
4.一位同学使用万用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处，他的主要实验步骤如下：
(a)把选择开关扳到“×1k“的欧姆档上；
(b)把表笔插入测试笔插孔中，先把两根笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；
(c)把两根表笔分别和某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较大；
(d)换用“×100”的欧姆档，发现这时指针偏转适中，随即记下欧姆数值；
(e)把表笔从测试插孔中拔出后，就把万用表放回桌上原处，实验完毕。
这个学生在测量时已注意到：待测电阻和其他元件要跟电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中违反了哪些重要的使用规则？
答：

5.图9-85为外电阻是纯电阻的某闭合电路中路端电压U和通过电源电流强度I的圈线。从图线中可得到电源电动势为 ；内电阻为 。当电源中的电流强度为3A时，外电路的电阻为 ，此时电源的输出功率为 ，电源的效率为 。

6.图9-86为一万用表正确测量某一电阻，某一电压，某一电流时指针在表面板停留的位置，若选择旋钮分别在：
(1)×10k位置，则所测电阻为 。
(2)25V位置，则所测电压为 。
(3)10mA位置，则所测电流为 。
7.在用“伏安法测电池的电动势和内电阻”的实验中，根据测出的数据作出A，B两电池的U-I图如图9-87所示，从图上可知，比较A，B两电池的电动势的大小，有 ；比较A，B两电池的内电阻rA,rB的大小，有 。若某一电阻器分别接到电池A，B上后消耗的功率相等，则此电阻器的阻值为 。

8.用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的办法，如图9-88所示，让伏特表一端接在电路上的a点，另一端先后接到b点和c点，注意观察两个电表的示数。
若安培表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟 表的内阻可比拟，伏特表应接在a, 两点。
若伏特表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟 表的内阻可比拟伏特表应接在a， 两点。
9.电学实验中常用量程为0.6A的电流表，其表盘上每一小格表示0.02A。若给这样的电流表并联一个电阻，电阻阻值等于电流表内阻的1/2，使之成为一个量程扩大了的新的电流表。若在不变动原表盘刻线的条件下，表盘每一小格表示 A，其量程为 A.
二、选择题
1.在测定直流电源的电动势和内电阻的实验中，可采用下列电器元件中的 （ ）
（A）安培表和电阻箱 （B）伏特表和电阻箱
（C）安培表和滑线变阻器 （D）伏特表和滑线变阻器
（E）安培表、伏特表和滑线变阻器
2.在图9-89所示测量电池电动势和内电阻的实验中，假设伏特表内阻非常大，安培表内阻非常小；实验中如不慎把表A和V的位置颠倒错接，则 （ ）
（A）表A和表V的示数均为零
（B）两电表都被烧坏
（C）表A示数为零，表V示数等于电源电动势
（D）表A示数很大，表V的示数等于电源电动势
（E）以上情况都不对
3.图9-90为欧姆表的电路图，电流表内阻Rg,调零电阻为R，电源内阻为r: （ ）
（A）接表内电源负极的应是红表笔
（B）每次使用之前都应将表笔短接，并调节R的阻值，使指针指到满刻度
（C）表盘上所标明的阻值刻度是均匀的
（D）表盘上的中心刻度阻值RX=Rg+R+r

4.如图9-91所示，用电池、定值电阻R、电阻箱R、安培表、伏特表、开关及导线连成如图的电路，用此电路可以进行下述实验的有 （ ）
（A）测定定值电阻R的阻值
（B）测定定值电阻在某一电压下所消耗的功率
（C）测定电池的电动势和内电阻
（D）测定金属材料的电阻率
5.一个量程为1.0mA的毫安表，改装成欧姆表，所用电源的电动势=1.5V，经改装后欧姆表盘刻度正确的是图9-92中的哪一个（盘面刻度被分为三等分）？

6.为了检查图9-93中电路的故障，用伏特表进行测量。结果是UAE=2V，UBC=0，UCD=0，UDE=2V，则此电路的故障是 （ ）
（A）电阻R断路 （B）电灯L断路
（C）R，L同时断路 （D）变阻器R断路
三、计算题
1.利用伏安法测电源电动势和内电阻实验中所用仪器如图9-94所示。
（1）在图9-95虚线框中画出测量电路图。
（2）在图9-94中用线将仪器连成实验电路（要求滑线变阻器位置要正确）。
（3）若某次测量数据如图9-96左表中所示，请在U-I图中作出图像，并由图像求出电源电动势和内电阻。

2.有一单刀双掷开关K，两个阻值已知的电阻R1，R2和一只安培表V，能否利用这些器件连接成合适的电路来测出电源的电动势和内电阻？画出电路图，写出应测得的电学量和列出计算电源电动势和内电阻的式子。（不计安培表内阻对电路的影响）
[参考答案]
一、填空题
1.1A,2B,3C或D；2.(1)左“+”右“一”，（2）3），3）a,(4)b；3.10，短接，调零；
4.换用欧姆挡的量程时，要重新调整零旋钮；万用表使用后不能把选择开关放在欧姆挡。
5.5V,0.83Ω,0.84Ω,7.5W,50%； 6.(1)260kΩ, (2)11.5V, (3)4.6mA；
7.,1.25Ω；8.伏特表，c,安培表，b； 9.0.06A,1.8A
二、选择题
1.(A)(B)(E)； 2.(E)； 3.(A)(B)(D)； 4.(A)(B)(C)； 5.(D)； 6.(D)
三、计算题
1.略
2.

[本章复习题]
一、填空题
1.有两根粗细均匀，截面积相同的同种金属丝，它们的阻值分别是R1=3Ω，R2=2Ω，将它们并联后接在电源上，自由电子定向移动的速率之比v1:v2= 。右一个自由电子定向移动分别通过它们，电场所做的功之比W1:W2= 。
2.有两只白炽灯，分别标有“220V 40W”和“110V 60W”的字样，则两灯的电阻之比是 ；把它们并联接在110V的电路中，它们的功率之比是 ；把它们串联拉在220V的电路中，它们的功率之比是 .
3.如图9-98所示，电键K断开时，各电表均有一读数。而将K闭合后，各表读数如何变化，电流表A1的读数将 ;A2的读数将 ；电压表V1的读数将 ,V2的读数将 。
4.图9-99中，直线A为电源的端电压U与输出电流I的图像，直线B为电阻R两端的电压与流过的电流的图像，现将此电源与此电阻组成闭合电路，电源的总功率为 W，输出功率为 W。
5.图9-100所示电路，R1为6Ω，电源内阻r为4Ω，当K闭合或断开时，电源的输出功率都为8W，则R2为 Ω，电源电动势为 V。

6.如图9-101所示，电阻R1=10Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，电压U=2.4V，在a,b间接入一只内阻很大的伏特表，它的读数是 V；如在a,b两点间接入一只内阻很小的安培计，它的读数是 A。
7.如图9-102所示电路中，电源电动势为，内阻为r,A,B,C为三只完全相同的灯泡，其电阻为R，且R>r,滑线变阻器的滑动触头K处于变阻器的中间，若将K向左移动一段距离，则A灯两端电压 ,流过C灯的电流将 ，而B灯的功率将 ,此时电源输出功率将 。（填“变大”，“变小”或“不变”）
8.用万用表测量电阻，测量过程中主要进行：（1）调节调零电阻使指针指零；（2）适当选择电阻挡；（3）将红黑表笔相连接；（4）用红黑表笔分别接触被测电阻的两端；（5）读出指针指出的电阻值。请按实验的合理顺序将以上项排列出来 。
9.如图9-103所示，R1=1Ω，R2=2Ω，R3=3Ω，在A、B间接上电源，当K1，K2都断开时，R1，R2，R3上消耗的功率之比P1:P2:P3= ；当K1，K2都闭合时，R1，R2，R3上消耗的电功率之比P1:P2:P3= 。
10.一只小灯泡，当两端加1.0V电压时，通过灯丝的电流为0.25A；加5.0V电压时，通过灯丝的电流为0.50A，这表示通过灯泡的电流不随电压成正比例变化，其原因是 ，因此，部分电路欧姆定律IU成立的条件是 。
*11.如图9-104所示，两电池完全相同，内电阻为r,均匀的滑线变阻器的总电阻R=8r，当滑线变阻器的滑动头在A点时，平行板间的带电微粒P刚好平衡，那么，带电微粒带 电，移动滑线变阻器的触头，可以使微粒得到的最大加速度为 ，方向向 ，最小的加速度为 ，要使微粒得到g/2的加速度，滑动触头应在距离A的距离等于AB长的 处。
*12.甲、乙两同学分别拿两只不同型号的、已要校准的伏特计去测量某电路两点间的电压，甲同学测得读数为14.7V，乙同学测得的读数为13.9V，在已排除伏特计读数误差的前提下，造成两人读数不同的最可能的原因是 ，两人的读数中比较接近伏特计未接入电路前该电路两点间的电压的是 同学，若将两只伏特计同时并联到电路中两点间进行测量，所得读数不会超过 V。
二、选择题
1.下列叙述中，电量为1C的是 （ ）
（A）1mol的电子的总电量
（B）导体中通过1A的电流，在单位时间内通过导体中横截面的总电量
（C）通过1V的电势差的加速后获得1J的电荷所带的电量
2.一根导线，分别通以不同的电流，并保持温度不变。当电流较大时，以下说法正确的是 （ ）
（A）单位体积内自由电子数较多 （B）自由电子定向移动的速率较大
（C）自由电子的热运动速率较大 （D）电流的传导速度较大
3.如图9-105所示的电路中
（1）若电阻R1=R2=R3，则它们在同样的时间内所产生热量之比Q1:Q2:Q3是 （ ）
（A）1:1:1 （B）4:1:1
（C）1:4:4 （D）1:2:2
（2）若电阻R1，R2，R3消耗的电功率一样大，则R1:R2:R3是 （ ）
（A）1:1:1 （B）4:1:1 （C）1:4:4 （D）1:2:2
（3）若电阻R1>R2>R3,它们消耗的功率分别为P1，P2，P3则它们的大小关系是（ ）
（A）P1>P2>P3 （B）P1>P3>P2 （C）P2>P1>P3 （D）P3>P2>P1
4.A，B两上电炉，分别接在稳压电源上通电t秒钟，发出的热量各为QA和QB，将这两个电炉串联后，再接到这个电源上，仍通电t秒钟，则这两个电炉共发出热量为 （ ）
（A）QA+QB （B） （C） （D）
5.把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，A电阻丝长为L，直径为d；B电阻丝长为3L，直径为3d。要使两电阻丝在相同的时间内产生热量相等，加在两电阻丝上的电压比应满足 （ ）
（A）UA:UB=1:1 （B）UA:UB=:3 （C）UA:UB=:1 （D）UA:UB=3:1
6.如图9-106所示，每个电池电动势和内阻分别为2V和0.1Ω，负载电阻R为4.8Ω，则a,b两端的电势差Ua-Ub是 （ ）
（A）1.92V （B）2.0V （C）-2.0V （D）-1.92V

7.在图9-107电路中是四个完全相同的电灯泡，这四个小灯泡中 （ ）
（A）C比D亮 （B）A比C亮
（C）A和B一样亮 （D）A和C一样亮
8.如图9-108，r1>r2,设K断开时，A，B间的总电阻是R1，K闭合时，A，B间的总电阻是R2，那么 （ ）
（A）R1>R2 （B）R1=R2 （C）R1<R2

9.有5个相同的电池，每个电池的电动势=1.4V，内阻r=0.3Ω,将它们串联成电池组向外供电，欲使电池组输出功率为8W。那么输出电流为： （ ）
（A）2.67A （B）2A （C）1.14A （D）以上答案均不对
10.图9-109中虚线左边是一个分压器，滑动点C位于中央时，分压值UCB恰好为1.0V。当虚线右面接上负载电阻R后，请指出下列情况中，哪一种可能使负载R上获得最接近1.0V的电压。
（A）RAB=200Ω，R=100Ω （B）RAB=2.0×105Ω,R=4.0×105Ω
（C）RAB=200Ω，R=4.0×105Ω （D）RAB=2.0×105Ω,R=100Ω
11.关于电源和直流电路的性质，可以说 （ ）
（A）电源短路时，放电电流为无穷大
（B）电源短路时，路端电压为零，外电阻无穷大
（C）外电路断路时，路端电压最大，外电阻为零
（D）负载增加时，电路的总电阻也一定增加
（E）外电路总阻值增大时，路端电压也增大
12.给出标有“110V 40W”的灯泡L1和标有“110V 100W”的灯泡L2及一只标有（0-500Ω1A）的滑动变阻器，按图9-110中几种接法依次接入220V电压，最合理的是 （ ）

13.如图9-111电路中，L1和L2是两个灯泡，电键K闭合时，表V1，V2，A的读数分别为220V，110V，0.2A。如果电路上有一个灯泡出故障，则当V1，V2的读数都是220V而A的读数为零时，故障是 （ ）
（A）L1短路 （B）L1断路 （C）L2短路 （D）L2断路

14.利用图9-112的电路（R1和R2为已知的定值电阻），测定电源的电动势和内电阻r，由于没有考虑到安培表的内阻，因此测定结果与真值比较： （ ）
（A）和r都不准确 （B）准确，但r偏大
（C）准确，但r偏小 （D）和r都偏小
15.图9-113是某电路中的一部分，已知，R1=5Ω，R2=1Ω，R3=3Ω，电流I1=0.2A,I2=0.1A,则通过电流表中的电流强度是 （ ）
（A）0.2A，方向 （B）0.1A方向
（C）0.1A，方向 （D）0.3A，方向
三、计算题
1.如图9-114所示，已知R1=12Ω，R2=8Ω，R3=4Ω，电键K打开时，安培计读数为0.5A，电键K闭合时，安培计读数为0.72A，求电源电动势和内电阻的大小。
2.如图9-115所示电路中，R2=2Ω，R3=8Ω，电源内阻r=0.4Ω，当R1的阻值调到6Ω时，电源的功率P=30W，电源的输出功率P出=28.4W，试求：
（1）干路的电流强度
（2）A，B间的电压UAB
（3）电源的电动势和电阻R4的值

3.在图9-116电路中，Rf为负载电阻，ab为一滑线电阻，滑动触头P将ab分成两段，它们的电阻分别为R1和R2（R1+R2为定值）。外电压U一定。（1）求Rf两端电压Uf的表示式（即Uf跟R1，R2，Rf及U的关系）；（2）如果R1+R2Rf，根据（1）中求出的表示式说明电压Uf近似地跟R2成正比。

4.在图9-117所示电路中，电阻R1=R2=R3=12Ω，R4=6Ω，a,b端的电压U=12V，a端电势较高，安培表A1，A2，A3的内电阻可以忽略不计，求通过R2的电流方向及A1，A2，A3的示数分别为多大？

5. 被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备。如图9-118所示为千瓦级质交换膜燃料电池组性能图谱。根据该图回答下列问题：
（1）计算电池组稳定后的内阻r大小约为多少？
（2）当输出电流大于40A时，电池的输出功率范围多大？
（3）当电池的输出功率为1kW时，相当于电动势为多少的普通电池？
四、实验题
1.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻，所用滑动变阻器的阻值范围为0-20Ω，连接电路如图9-119所示。考虑到合上电键前的注意事项及测量等因素，图中连接有错或不妥之处，则下列关于改正的叙述。其中正确的是　 （ ）
（A）②号导线的d点移到e点
（B）③号导线g点移到e点
（C）④号导线的3A处移动0.6A处
（D）⑤号导线的15V处移到3V处
（E）⑥号导线的a点移到c点
2.从表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
（1）画出设计的电路图，标出所用器材的代号。
（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1= ，式中各符号的意义是 。
器材表
代号
规格
电流表（A1）
量程10Ma,内阻r1待测（约40Ω）
电流表（A2）
量程500μA，内阻r2=750Ω
电压表（V）
量程10V，内阻r3=10kΩ
电阻（R1）
阻值约100Ω，作保护电阻用
滑线变阻器（R2）
总阻值约50Ω
电池（E）
电动势1.5V，内阻很小
电键（S）

导线若干

3.某同学按如图（9-120）所示电路进行实验，实验中该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示
序号
A1示数(A)
A2示数(A)
V1示数(V)
V2示数(V)
1
0.60
0.30
2.40
1.20
2
0.44
0.32
2.56
0.48
将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。
（1）电路中，r分别为电源电动势和内电阻，R1，R2，R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）
（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 。
[本章复习题参考答案]
一、填空题
1.2:3,1:1； 2.6:1,1:6,6:1； 3.增大，减小，增大，减小； 4.6W，4W； 5.2,12；
6.1.8,0.667； 7.变大，变小，变大，变大； 8.(2)(3)(1)(4)(5)；
9.1:2:3,6:3:2； 10.小灯泡电阻是与温度有关的变量；电阻为定值，不随温度变化；
11.正,2g,下,0,； 12.伏特表内阻对电路的影响，甲，13.9V
二、选择题
1.(C)；2.(B)；3.(1)(B) (2)(C) (3)(B)； 4.(C)； 5.(C)； 6.(D)； 7.(C)； 8.(A)； 9.(A)(B)； 10.(C)；11.(E)； 12.(D)； 13.(D)； 14.(B)

三、计算题
1.=7.2V，r=1.2Ω； 2.(1)2A (2)8V (3)15V,3.1Ω
3.(1) (2)当R1+R2Rf时，R2和Rf并联阻值可近似等于R2 则，可见
4.R2的电流方向是d流向c，IA=1.5A，
5.略
四、实验题
1.(B)(C)(D)(E)
2.(1)电路图：见图9-121
(2)r1=,I1为A1的读数，I2为A2的读数，r2为A2的内阻
3.(1)R1，R3， (2)RP短路或R2断开