2019-2020年高中物理第二章電路第六七節(jié)走進(jìn)門電路了解集成電路教學(xué)案粵教版選修3.doc

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2019-2020年高中物理第二章電路第六七節(jié)走進(jìn)門電路了解集成電路教學(xué)案粵教版選修3 　　　　　　　　　　　　　　　1.與門電路：當(dāng)所有的輸入均為“1”狀態(tài)時(shí)，輸出才為“1”狀態(tài)。 2．或門電路：輸入呈現(xiàn)“1”狀態(tài)的個(gè)數(shù)大于等于1時(shí)，輸出為“1”狀態(tài)。 3．非門電路：當(dāng)輸入為“1”狀態(tài)時(shí)，輸出為“0”狀態(tài)。 4．集成電路：把晶體管、電阻、電容等元件，按電路結(jié)構(gòu)的要求，制作在一塊硅或陶瓷基片上，再加以封裝而成的、具有一定功能的整體電路。 一、門電路 1．與門電路 (1)如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后該事件才能發(fā)生，我們把這種關(guān)系叫做與邏輯關(guān)系；具有與邏輯關(guān)系的電路，稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門。 (2)與門電路是實(shí)現(xiàn)與邏輯的電子線路，它的邏輯功能是所有的輸入均為“1”時(shí)，輸出才為“1”狀態(tài)。 (3)其真值表是： 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 “與”門符號(hào)是：。 2．或門電路 (1)如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫做或邏輯關(guān)系；具有或邏輯關(guān)系的電路稱為或門。 (2)或門電路是實(shí)現(xiàn)或邏輯的電子電路，它的邏輯功能是輸入呈現(xiàn)“1”狀態(tài)的個(gè)數(shù)大于等于1時(shí)，輸出為“1”狀態(tài)。 (3)其真值表是： 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 “或”門符號(hào)是：。 3．非門電路 (1)輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系叫做非邏輯關(guān)系，具有非邏輯關(guān)系的電路叫非門。 (2)非門電路是實(shí)現(xiàn)非邏輯的電子電路，它的邏輯功能是輸入為“1”狀態(tài)時(shí)，輸出為“0”狀態(tài)。 (3)其真值表是： 輸入 輸出 S Q 0 1 1 0 “非”門符號(hào)是：。 二、門電路的實(shí)驗(yàn)探究 1．與門電路的邏輯功能 圖261 圖261是一個(gè)集成與門Sn7408實(shí)驗(yàn)電路，它具有四個(gè)與門。實(shí)驗(yàn)時(shí)將此集成電路的第14腳接5 V電源的正極，第7腳接地(電源負(fù)極)，第1和第2腳為兩個(gè)輸入端，第3腳為輸出端。 輸入為高電平時(shí)，用真值“1”表示；輸入為低電平時(shí)，用真值“0”表示；輸出為高電平時(shí)，二極管發(fā)光，用真值“1”表示；輸出為低電平時(shí)，二極管不發(fā)光，用真值“0”表示。 若輸入端1、2輸入均為“1”狀態(tài)時(shí)，輸出才為“1”狀態(tài)，發(fā)光二極管發(fā)光。 2．或門電路的邏輯功能 用一個(gè)集成或門電路Sn7432替換圖261中的集成與門電路，它具有四個(gè)或門。實(shí)驗(yàn)時(shí)將此集成電路的第14腳接5 V電源的正極，第7腳接地(電源負(fù)極)，第1和第2腳為兩個(gè)輸入端，第3腳為輸出端。 當(dāng)輸入端1、2輸入“1”狀態(tài)的個(gè)數(shù)大于等于1時(shí)，輸出為“1”狀態(tài)，發(fā)光二極管發(fā)光。 3．非門電路的邏輯功能 將2－6－1中的集成與門電路換為集成非門電路Sn7404。集成非門電路的第14腳接5 V電源的正極，第7腳接地(電源負(fù)極)，第1腳為輸入端，第2腳為輸出端。 當(dāng)輸入端1輸入“1”狀態(tài)時(shí)，輸出端為“0”狀態(tài)，發(fā)光二極管不發(fā)光。 三、集成電路概述 1．概述 集成電路是指把晶體管、電阻、電容等元件，按電路結(jié)構(gòu)的要求，制作在一塊硅或陶瓷基片上，再加以封裝而成的、具有一定功能的整體電路。 2．分類 集成電路按功能分類可分為三類：數(shù)字集成電路、模擬集成電路和微波集成電路。 (1)數(shù)字集成電路以高或低電平來(lái)對(duì)應(yīng)“1”或“0”兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字，進(jìn)行數(shù)字的運(yùn)算、存儲(chǔ)、傳輸及轉(zhuǎn)換。 (2)模擬集成電路是處理模擬信號(hào)的電路。它又分為線性集成電路和非線性集成電路兩類。 (3)微波集成電路是指工作頻率高于1 000 MHz的集成電路，應(yīng)用于導(dǎo)航、雷達(dá)和衛(wèi)星通信等方面。 1．自主思考——判一判 (1)數(shù)字信號(hào)在變化中只有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，“有”或者“沒(méi)有”，常用“1”或者“0”表示。(√) (2)處理模擬信號(hào)的電路叫數(shù)字電路。() (3)在小汽車的四個(gè)車門只要有一扇門沒(méi)關(guān)好就會(huì)有報(bào)警提示，其邏輯關(guān)系屬于“或”電路。() (4)現(xiàn)代銀行管理系統(tǒng)中都有自動(dòng)取款機(jī)，若能取出錢款，賬號(hào)、密碼必須都正確，它反映的邏輯關(guān)系是“與”電路。(√) (5)將一燈泡與開(kāi)關(guān)并聯(lián)，開(kāi)關(guān)的通斷與燈的發(fā)光關(guān)系屬于“非”電路。(√) 2．合作探究——議一議 (1)由三位數(shù)字構(gòu)成的密碼鎖，安全性較高且使用方便，因此得到眾多用戶的喜愛(ài)。想一想這種密碼鎖屬于什么邏輯關(guān)系？ 提示：屬于“與”邏輯關(guān)系。 (2)一個(gè)人到超市買東西，他付現(xiàn)金或者使用信用卡才能把要買的東西拿走，在這里付現(xiàn)金及使用信用卡和拿走所買的東西之間體現(xiàn)了什么樣的邏輯關(guān)系？ 提示：體現(xiàn)了“或”邏輯關(guān)系。 (3)十字路口的紅綠燈體現(xiàn)了什么邏輯關(guān)系？ 提示：紅綠燈中紅燈亮?xí)r，綠燈必然熄滅；綠燈亮?xí)r，紅燈必然熄滅，這種現(xiàn)象體現(xiàn)了“非”邏輯關(guān)系。 對(duì)邏輯關(guān)系的理解 [典例]　如圖262所示，表示輸入端A、B的電勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系，完成下題。求： 圖262 (1)開(kāi)關(guān)“與”電路的輸出電壓Y隨時(shí)間變化的關(guān)系； (2)開(kāi)關(guān)“或”電路的輸出電壓Y隨時(shí)間變化的關(guān)系。 [思路點(diǎn)撥] (1)“與”邏輯關(guān)系是當(dāng)兩個(gè)輸入端都有信號(hào)輸入時(shí)，輸出端才有信號(hào)輸出。 (2)“或”邏輯關(guān)系是當(dāng)兩個(gè)輸入端的任意一個(gè)有信號(hào)輸入時(shí)，輸出端均有信號(hào)輸出。 [解析]　(1)對(duì)“與”電路，先做出A、B、Y的真值表，然后再確定輸出電壓Y與時(shí)間的變化關(guān)系。 A(UA) B(UB) Y 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 所以UY隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示： (2)對(duì)“或”電路，先做出A、B、Y的真值表，然后再確定輸出電壓Y與時(shí)間的變化關(guān)系。 A(UA) B(UB) Y 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 所以UY隨時(shí)間變化如圖所示： [答案]　見(jiàn)解析 一般情況下，用“1”表示高電勢(shì)，“0”表示低電勢(shì)，只有正確地列出真值表，找出A、B的邏輯關(guān)系，才能列出Y的真值表，畫(huà)出UY隨時(shí)間的變化關(guān)系?！　　　? 1．在登錄你的電子郵箱(或“QQ”)的過(guò)程中，要有兩個(gè)條件，一個(gè)是用戶名，一個(gè)是與用戶名對(duì)應(yīng)的密碼，要完成這個(gè)事件(登錄成功)，它們體現(xiàn)的邏輯關(guān)系為(　　) A．“與”關(guān)系　　　　　　　 B．“或”關(guān)系 C．“非”關(guān)系 D．不存在邏輯關(guān)系 解析：選A　只有當(dāng)兩個(gè)條件(用戶名和密碼)都滿足時(shí)，事件(登錄成功)才能發(fā)生，所以是一種“與”邏輯關(guān)系，A對(duì)。 2．走廊里有一盞電燈，在走廊兩端各有一個(gè)開(kāi)關(guān)，我們希望不論哪一個(gè)開(kāi)關(guān)接通都能使電燈點(diǎn)亮，那么設(shè)計(jì)的電路為(　　) A．“與”門電路 B．“非”門電路 C．“或”門電路 D．上述答案都有可能 解析：選C　不論用哪一個(gè)開(kāi)關(guān)接通都能使電燈點(diǎn)亮，這體現(xiàn)了“或”邏輯關(guān)系，故C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)不對(duì)。 3．如圖263所示為某一門電路符號(hào)及輸入端A、B的電勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像，則下列選項(xiàng)中能正確反映該門電路輸出端電勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像是(　　) 圖263 解析：選A　題圖為“與”門電路，所以A、B輸入端都是高電勢(shì)時(shí)，輸出端才為高電勢(shì)，故A正確。 邏輯電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [典例]　電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制電路如圖264所示，其中RH為熱敏電阻，RL為光敏電阻。當(dāng)溫度升高時(shí)，RH的阻值遠(yuǎn)小于R1；當(dāng)光照射RL時(shí)，其阻值遠(yuǎn)小于R2。為使電動(dòng)機(jī)在溫度升高或受到光照時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)，電路中虛線框內(nèi)應(yīng)選________門邏輯電路；若要提高光照時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的靈敏度，可以________(填“增大”或“減小”)R2的阻值。 圖264 [思路點(diǎn)撥]　解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)： (1)要求溫度升高或受到光照時(shí)電動(dòng)機(jī)均能自動(dòng)啟動(dòng)。 (2)提高光照時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的靈敏度，即有較弱光照時(shí)電動(dòng)機(jī)就能自動(dòng)啟動(dòng)。 [解析]　為使電動(dòng)機(jī)在溫度升高或受到光照時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)，即熱敏電阻或光敏電阻的電阻值小時(shí)，輸入為“1”，輸出為“1”，所以虛線框內(nèi)應(yīng)選“或”門。若要提高光照時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的靈敏度，需要在光照較弱即光敏電阻阻值較大時(shí)輸入為“1”，輸出為“1”，所以要增大R2的阻值。 [答案]　“或”　增大 解答此類問(wèn)題時(shí)要把握三點(diǎn)：一是認(rèn)真審題，找出題中所給的有用信息，判斷出它們之間的邏輯關(guān)系；二是認(rèn)真分析電路的結(jié)構(gòu)，弄清電勢(shì)的高低；三是掌握三種基本邏輯電路的特點(diǎn)和規(guī)律。　　　　 1．如圖265所示，低電位報(bào)警器由兩個(gè)基本的門電路與蜂鳴器組成，該報(bào)警器只有當(dāng)輸入電壓過(guò)低時(shí)蜂鳴器才會(huì)發(fā)出警報(bào)。其中(　　) 圖265 A．甲是“與”門，乙是“非”門 B．甲是“或”門，乙是“非”門 C．甲是“與”門，乙是“或”門 D．甲是“或”門，乙是“與”門 解析：選B　若甲是“與”門，乙是“非”門，不管輸入電壓為低電壓(0)還是高電壓(1)，經(jīng)過(guò)“與”門后輸出為(0)低電壓，經(jīng)過(guò)“非”門后輸出高電壓(1)，蜂鳴器都會(huì)發(fā)出警報(bào)，故A錯(cuò)誤。若甲是“或”門，乙是“非”門，當(dāng)輸入電壓為低電壓(0)，經(jīng)過(guò)“或”門輸出為低電壓(0)，經(jīng)過(guò)“非”門輸出為高電壓(1)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，當(dāng)輸入為高電壓(1)，經(jīng)過(guò)“或”門輸出為高電壓(1)，經(jīng)過(guò)“非”門輸出為低電壓(0)，蜂鳴器不發(fā)出警報(bào)，故B正確。乙不會(huì)是“或”門和“與”門，故C、D錯(cuò)誤。 2.如圖266為監(jiān)控汽車安全帶使用情況的報(bào)警電路，S為汽車啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，汽車啟動(dòng)時(shí)S閉合。Rt為安全帶使用情況檢測(cè)傳感器，駕駛員系好安全帶時(shí)Rt阻值變得很大，駕駛員未系好安全帶時(shí)Rt阻值很小。要求當(dāng)駕駛員啟動(dòng)汽車但未系好安全帶時(shí)蜂鳴器報(bào)警。則在圖中虛線框內(nèi)應(yīng)接入的元件是(　　) 圖266 A．“與”門 B．“或”門 C．“非”門 D．“與非”門 解析：選A　未系安全帶時(shí)要求蜂鳴器報(bào)警，則要求蜂鳴器兩端有高電壓，即輸出端為高電勢(shì)，蜂鳴器兩個(gè)輸入端已有一個(gè)是高電勢(shì)，另一個(gè)輸入端的電勢(shì)高低看Rt阻值的大小，未系安全帶時(shí)Rt阻值很小，Rt兩端的電勢(shì)差很小，即輸入端為高電勢(shì)，另一輸入端已為高電勢(shì)，此時(shí)蜂鳴器報(bào)警，知輸出端為高電勢(shì)。若系安全帶，Rt阻值大，兩端電勢(shì)差也大，即輸入端為低電勢(shì)，此時(shí)蜂鳴器不報(bào)警，知輸出端為低電勢(shì)，所以該元件是“與”門。故A對(duì)，B、C、D錯(cuò)誤。 1．聯(lián)合國(guó)安理會(huì)每個(gè)常任理事國(guó)都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器，常任理事國(guó)投反對(duì)票時(shí)輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時(shí)輸入“1”，提案通過(guò)為“1”，通不過(guò)為“0”，則這個(gè)表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系(　　) A．“與”門　　　　　　　 B．“非”門 C．“或”門 D．“與非”門 解析：選A　聯(lián)合國(guó)規(guī)定，只要常任理事國(guó)有一個(gè)反對(duì)，提案就不能通過(guò)。這和“與”門的邏輯關(guān)系一致。 2.兩只晶體二極管組成如圖1所示電路，A、B為輸入端，Y為輸出端，分析該電路屬于(　　) 圖1 A．“與”門電路 B．“或”門電路 C．“非”門電路 D．都不可能 解析：選B　根據(jù)二極管的特點(diǎn)，只要在二極管上加上正向電壓，則二極管即可導(dǎo)通。由題圖中電路結(jié)構(gòu)可知，D1、D2兩個(gè)二極管只要有一個(gè)導(dǎo)通，或者兩個(gè)都導(dǎo)通，則整個(gè)電路就會(huì)導(dǎo)通，因此該電路是符合“或”邏輯關(guān)系的門電路。 3．有一邏輯開(kāi)關(guān)電路的真值表如下，試判斷這是一個(gè)什么類型的邏輯電路(　　) M 0 1 N 1 0 A.開(kāi)關(guān)“與”電路 B．開(kāi)關(guān)“非”電路 C．開(kāi)關(guān)“或”電路 D．以上都不是 解析：選B　由該邏輯電路的真值表可以看出輸出端與輸入端是相反的關(guān)系，故選B。 4．下表是某邏輯電路的真值表，該電路是(　　) 輸入 輸出 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 解析：選D　根據(jù)三種門電路的特點(diǎn)可知選項(xiàng)D正確。 5．如圖2所示是由“與”門、“或”門和“非”門三個(gè)基本邏輯電路組成的一個(gè)組合邏輯電路，A、B、C為輸入端，Z為輸出端，在完成真值表時(shí)，輸出端Z空格中從上到下依次填寫(xiě)都正確的是(　　) 圖2 A B C Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 A.0　0　0　1　0　1　0　1 B．0　0　0　0　0　0　1　0 C．0　0　1　0　1　0　1　0 D．以上選項(xiàng)都不正確 解析：選C　假設(shè)“或”門的輸出記為Y1，“非”門的輸出記為Y2，由“或”門電路的特點(diǎn)及表中值可知Y1分別為0 0 1 1 1 1 1 1；由“非”門電路的特點(diǎn)及表中值可知Y2分別為1 0 1 0 1 0 1 0，由“與”門電路的特點(diǎn)知Z分別為0 0 1 0 1 0 1 0，故C正確。 6. (多選)如圖3所示，為溫度報(bào)警器的示意圖，R0為一熱敏電阻，下列對(duì)此電路的分析正確的是(　　) 圖3 A．當(dāng)R0的溫度升高時(shí)，R0減小，A端電勢(shì)降低，Y端的電勢(shì)升高，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 B．當(dāng)R0的溫度升高時(shí)，R0減小，A端電勢(shì)升高，Y端的電勢(shì)降低，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 C．當(dāng)增大R1時(shí)，A端電勢(shì)升高，Y端的電勢(shì)降低，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 D．當(dāng)增大R1時(shí)，A端的電勢(shì)降低，Y端的電勢(shì)升高，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 解析：選BC　當(dāng)R0的溫度升高時(shí)其電阻會(huì)減小，A端電勢(shì)升高，Y端電勢(shì)降低，蜂鳴器會(huì)報(bào)警；當(dāng)R1增大時(shí)，R0上消耗的電壓減小，A端電勢(shì)升高，Y端電勢(shì)降低，蜂鳴器報(bào)警。 7.如圖4所示是由基本邏輯電路構(gòu)成的一個(gè)公路路燈自動(dòng)控制電路，圖中虛線框M中是一只感應(yīng)元件，虛線框N中使用的是邏輯電路。要求天黑時(shí)L發(fā)光，則(　　) 圖4 A．M為光敏電阻，N為開(kāi)關(guān)“與”電路 B．M為光敏電阻，N為開(kāi)關(guān)“非”電路 C．M為熱敏電阻，N為開(kāi)關(guān)“非”電路 D．M為熱敏電阻，N為開(kāi)關(guān)“或”電路 解析：選B　因?yàn)楣獾淖兓绊慙的發(fā)光與否，所以M為光敏電阻，即無(wú)光照時(shí)電阻變大，N的輸入電壓變小。要求N的輸出電壓變高時(shí)L發(fā)光，再根據(jù)虛線框N只有一個(gè)輸入端就可判斷出N為開(kāi)關(guān)“非”電路，所以選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。 8.如圖5所示的電路圖是一個(gè)應(yīng)用“非”門構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易火警報(bào)警電路，則圖中X框、Y框中應(yīng)是(　　) 圖5 A．X為熱敏電阻，Y為可變電阻 B．X為熱敏電阻，Y為開(kāi)關(guān) C．X為可變電阻，Y為熱敏電阻 D．X、Y均為熱敏電阻 解析：選C　熱敏電阻受熱后，電阻減小，A端出現(xiàn)低電位，經(jīng)過(guò)“非”門后使L兩端出現(xiàn)高電位，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 9.如圖6所示的邏輯電路中，當(dāng)A端和B端都輸入電信號(hào)“1”時(shí)，在C端和D端輸出的電信號(hào)分別為(　　) 圖6 A．1和0 B．0和0 C．0和1 D．1和1 解析：選A　B端輸入電信號(hào)“1”時(shí)，通過(guò)“非”門在D端輸出電信號(hào)“0”，該電信號(hào)與A端輸入的電信號(hào)“1”通過(guò)“或”門，則在C端輸出電信號(hào)“1”，選項(xiàng)A正確。 10.如圖7所示由門電路組成的電路，輸出端為1，指示燈L亮，輸出端為0，指示燈L不亮，現(xiàn)要使燈L亮，則A、B兩輸入端分別是(　　) 圖7 A．1、1 B．0、0 C．1、0 D．0、1 解析：選B　要使燈L亮，“非”門的輸出應(yīng)該為1，故“非”門的輸入為0，因此“或”門的兩個(gè)輸入端都應(yīng)該為零。 11.如圖8所示是一種應(yīng)用邏輯電路制作的簡(jiǎn)易走廊燈電路圖，R0是一個(gè)光敏電阻，當(dāng)走廊里光線較暗時(shí)或是將手動(dòng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，燈都會(huì)亮。則在電路圖的虛線框內(nèi)的門電路應(yīng)是________門。當(dāng)有光照到光敏電阻R0上時(shí)，門電路的輸入端B是________電勢(shì)。 圖8 解析：手動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，在A端輸入高電位；有光線照射時(shí)，光敏電阻的阻值較小，與R1串聯(lián)后分得的電壓小，B端輸入低電位。所以S閉合，A輸入“1”。斷開(kāi)S，A輸入“0”，光照射強(qiáng)時(shí)，B輸入“0”，光照射弱時(shí)，B輸入“1”。電路要求光線較暗或手動(dòng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，燈都會(huì)亮，因此為“或”門。 答案：或　低 12.如圖9是一個(gè)應(yīng)用某邏輯電路制成的簡(jiǎn)單車門報(bào)警電路圖。圖中的兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)S1、S2分別裝在汽車的兩道門上。只要其中任何一個(gè)開(kāi)關(guān)處于開(kāi)路狀態(tài)，發(fā)光二極管(報(bào)警燈)就發(fā)光。請(qǐng)你根據(jù)報(bào)警裝置的要求，試分析這是何種門電路，在圖中畫(huà)出這種門電路的符號(hào)。 圖9 解析：駕駛員離開(kāi)汽車時(shí)，兩個(gè)車門均處于關(guān)閉狀態(tài)，跟兩個(gè)車門對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)S1和S2均閉合，這時(shí)發(fā)光二極管不會(huì)發(fā)光報(bào)警。因?yàn)镾1和S2閉合后，電流不通過(guò)發(fā)光二極管。當(dāng)有人打開(kāi)了某一個(gè)門時(shí)，S1或S2就處于斷開(kāi)狀態(tài)。這時(shí)就有電流通過(guò)發(fā)光二極管，使其發(fā)光報(bào)警?？梢?jiàn)，這一裝置實(shí)際上是一個(gè)“或”門電路。符號(hào)為。 答案：“或”門電路　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題　　　　　　 1．(1)用多用電表的歐姆擋測(cè)量阻值約幾十千歐的電阻Rx，以下給出的是可能的實(shí)驗(yàn)操作步驟，其中S為選擇開(kāi)關(guān)，P為歐姆調(diào)零旋鈕。把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫(xiě)在下面的橫線上。 a．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的0刻度，斷開(kāi)兩表筆； b．將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開(kāi)兩表筆； c．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“1 k”； d．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“100”； e．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流“500 V”擋，并拔出兩表筆。 正確的步驟是____________。 根據(jù)如圖1所示的指針位置，此被測(cè)電阻的阻值約為_(kāi)_______ Ω。 圖1 (2)下述關(guān)于用多用電表歐姆擋測(cè)電阻的說(shuō)法中正確的是________。 A．測(cè)量電阻時(shí)如果指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)S撥至倍率較小的擋位，重新調(diào)零后測(cè)量 B．測(cè)量電阻時(shí)，如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔，則會(huì)影響測(cè)量結(jié)果 C．測(cè)量電路中的某個(gè)電阻時(shí)，應(yīng)該使該電阻與電路斷開(kāi) D．測(cè)量阻值不同的電阻時(shí)都必須重新調(diào)零 解析：(1)使用歐姆表的步驟是：選擋、歐姆調(diào)零、測(cè)量、讀數(shù)、將選擇開(kāi)關(guān)撥在交流電壓的最高擋或“OFF”擋。根據(jù)被測(cè)電阻的阻值知，應(yīng)選“1 k”擋，根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)則知讀數(shù)為301 kΩ＝30 kΩ。 (2)測(cè)量電阻時(shí)，若指針偏角過(guò)大，說(shuō)明被測(cè)電阻較小，應(yīng)選用倍率較小的擋位，A項(xiàng)正確；測(cè)量時(shí)按規(guī)定紅、黑表筆應(yīng)分別插在正、負(fù)插孔，但表筆只是兩個(gè)測(cè)量的引線，本身并沒(méi)有正負(fù)，故調(diào)換位置不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆表的使用規(guī)則，C項(xiàng)正確；換擋后必須重新調(diào)零，但若測(cè)不同電阻時(shí)不換擋，則不需要重新調(diào)零，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：(1)cabe　30 k(或30 000)　(2)AC 2．(xx天津高考)用電流表和電壓表測(cè)定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動(dòng)勢(shì)約4.5 V，內(nèi)電阻約1 Ω)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，除待測(cè)電池組、電鍵、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用： A．電流表：量程0.6 A，內(nèi)電阻約1 Ω B．電流表：量程3 A，內(nèi)電阻約0.2 Ω C．電壓表：量程3 V，內(nèi)電阻約30 kΩ D．電壓表：量程6 V，內(nèi)電阻約60 kΩ E．滑動(dòng)變阻器：0～1 000 Ω，額定電流0.5 A F．滑動(dòng)變阻器：0～20 Ω，額定電流2 A (1)為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(均填儀器的字母代號(hào))。 (2)圖2為正確選擇儀器后，連好的部分電路。為了使測(cè)量誤差盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將__________和________相連、________和________相連、__________和________相連(均填儀器上接線柱的字母代號(hào))。 圖2 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動(dòng)變阻器，重新連接電路，仍能完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U。用圖像法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖像是一條直線，則可以________為縱坐標(biāo)，以________為橫坐標(biāo)。 解析：(1)為了使測(cè)量更準(zhǔn)確，電流表選量程為0.6 A的電流表A，電池組的電動(dòng)勢(shì)約4.5 V，故電壓表選D，為了便于調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F。 (2)為了使測(cè)量誤差盡可能小，測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的原理圖如圖甲所示，因此將a、d相連，c、g相連，f、h相連。 (3)用電阻箱和電壓表測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)原理圖如圖乙所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得 E＝U＋r 所以＝＋， 因此可作出 圖像處理數(shù)據(jù)。 答案：(1)A　D　F　(2)a　d　c　g　f　h　(3)　(橫縱坐標(biāo)互換亦可) 3.如圖3所示，一個(gè)黑箱有A、B、C三個(gè)接線柱，已知黑箱內(nèi)的電器元件只有兩個(gè)，某同學(xué)利用多用電表電壓擋測(cè)量，各接線間電壓均為零，利用歐姆擋依次進(jìn)行6次測(cè)量，將每次紅、黑表筆的位置及測(cè)得的阻值都填入下表。 圖3 黑表筆 B A B C C A 紅表筆 A C C A B B 阻值(kΩ) 0.3 2 3 2 ∞ ∞ 回答下列問(wèn)題： (1)畫(huà)出黑箱中的電路圖。 (2)電路中定值電阻阻值大小為_(kāi)_______Ω。 (3)若先測(cè)RBC再測(cè)RAC時(shí)，擋位選擇由“1 k”擋換為“100”擋，接著要完成的操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)用電壓擋測(cè)量電壓均為零，所以電路中無(wú)電源。歐姆擋正反接的阻值不同，說(shuō)明存在二極管。A、C正反接阻值相同，說(shuō)明其間是純電阻電路。由于二極管正向電阻是非線性的，因此RBC≠RBA＋RAC。 (2)由RAC＝RCA知，定值電阻R＝2 kΩ＝2 000 Ω。 (3)歐姆表?yè)Q擋后，要進(jìn)行歐姆凋零。 答案：(1)電路圖如圖所示。 (2)2 000 (3)歐姆表?yè)Q擋后，先將兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使指針指向歐姆擋零刻線 4．某同學(xué)準(zhǔn)備把量程為0～500 μA的電流表改裝成一塊量程為0～2.0 V的電壓表。他為了能夠更精確地測(cè)量電流表的內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖4甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，圖中各元件及儀表的參數(shù)如下： 圖4 A．電流表G1(量程0～1.0 mA，內(nèi)電阻約100 Ω) B．電流表G2(量程0～500 μA，內(nèi)電阻約200 Ω) C．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)電阻未知) D．滑動(dòng)變阻器R(0～25 Ω) E．電阻箱R1(總阻值9 999 Ω) F．保護(hù)電阻R2(阻值約100 Ω) G．單刀單擲開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2 (1)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)先合上開(kāi)關(guān)S1，再將開(kāi)關(guān)S2與a相連，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，當(dāng)電流表G2有某一合理的示數(shù)時(shí)，記下電流表G1的示數(shù)I；然后將開(kāi)關(guān)S2與b相連，保持________不變，調(diào)節(jié)________，使電流表G1的示數(shù)仍為I時(shí)，讀取電阻箱的讀數(shù)r。 (2)由上述測(cè)量過(guò)程可知，電流表G2內(nèi)阻的測(cè)量值rg＝________。 (3)若該同學(xué)通過(guò)測(cè)量得到電流表G2的內(nèi)阻值為190 Ω，他必須將一個(gè)________kΩ的電阻與電流表G2串聯(lián)，才能改裝為一塊量程為2.0 V的電壓表。 (4)該同學(xué)把改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0進(jìn)行了核對(duì)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)改裝的電壓表的指針剛好指向滿刻度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0的指針恰好如圖乙所示。由此可知，該改裝電壓表的百分誤差為_(kāi)_______%。 解析：(1)當(dāng)電流表G2有某一合理的示數(shù)時(shí)，記下電流表G1的示數(shù)I；然后將開(kāi)關(guān)S2與b相連，保持變阻器R阻值不變，調(diào)節(jié)R1，使電流表G1的示數(shù)仍為I時(shí)，讀取電阻箱的讀數(shù)r。 (2)電流表G2的內(nèi)阻與電阻箱的阻值相同為r。 (3)將電流表改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓，串聯(lián)的阻值為R＝－rg＝3.81 kΩ。 (4)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0的示數(shù)為1.90 V，由此可知，該改裝電壓表的百分誤差為100%＝5.26%。 答案：(1)變阻器R阻值　R1　(2)r　(3)3.81　(4)5.26 5．(xx全國(guó)卷Ⅱ)電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下： 待測(cè)電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì))，開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干。 (1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整。 圖5 (2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，RV′________RV(填“＞”“＝”或“＜”)，主要理由是____________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)因滑動(dòng)變阻器阻值較小，所以選擇滑動(dòng)變阻器的分壓接法。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。 (2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小；閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0，使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻。 (3)斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大；此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故RV′＞RV(其他合理說(shuō)法同樣給分)。 答案：見(jiàn)解析 6．在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了如下測(cè)量： (1)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度。測(cè)量3次，求出其平均值l。其中一次測(cè)量結(jié)果如圖6甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊，圖中讀數(shù)為_(kāi)_______cm。用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，選不同的位置測(cè)量3次，求出其平均值d。其中一次測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，圖中讀數(shù)為_(kāi)_______mm。 圖6 (2)采用如圖7所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻。電阻的測(cè)量值比真實(shí)值____________(填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ＝__________計(jì)算出金屬絲的電阻率(用直接測(cè)量的物理量表示)。 圖7 解析：(1)金屬絲的長(zhǎng)度為24.12 ～24.14 cm 直徑讀數(shù)為0.515 ～0.518 mm。 (2)采用安培表外接法，由于電壓表的內(nèi)阻不是無(wú)窮大，電壓表有分流，從而電流表的測(cè)量值大于真實(shí)值，由R＝可知，電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。 由R＝ρ，R＝，S＝πd2，可得ρ＝。 答案：(1)24.12 ～24.14　0.515～0.518 (2)偏小　 7．用圖8所示的器材通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究某電學(xué)元件Z的伏安特性曲線。已知電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于該電學(xué)元件的電阻。 　　　　　圖8 (1)若要求加在電學(xué)元件上的電壓從零開(kāi)始逐漸增大，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖。 (2)將圖中儀器連成實(shí)物連接圖。 (3)某實(shí)驗(yàn)小組采用合理的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得多組U、I數(shù)據(jù)如下表所示。 U/V 0.00 0.20 0.50 1.00 I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 U/V 1.50 2.00 2.50 3.00 I/A 0.180 0.195 0.205 0.215 利用這些數(shù)據(jù)繪出的該電學(xué)元件的伏安特性曲線如圖9甲所示。 圖9 請(qǐng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)和圖線回答下列問(wèn)題： ①該電學(xué)元件的電阻隨電壓U的變大而________(填“變大”“變小”或“不變”)。 ②若把該電學(xué)元件接入如圖乙所示的電路中時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.070 A，已知A、B兩端電壓恒為1.5 V，則定值電阻R0的阻值為_(kāi)_______ Ω。 解析：(1)題干中明確指出電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于該電學(xué)元件的電阻，所以測(cè)量電路應(yīng)采用電流表外接法；同時(shí)還要求電學(xué)元件兩端的電壓從零開(kāi)始逐漸增大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示。 (2)實(shí)物連接圖如圖乙所示。 (3)由題圖所示IU圖線可知，該電學(xué)元件的電阻逐漸變大。根據(jù)歐姆定律得R＋R0＝＝ Ω≈21 Ω。電流為0.070 A對(duì)應(yīng)題圖甲中電學(xué)元件兩端的電壓為0.30 V，故電阻R0＝21 Ω－4.3 Ω＝16.7 Ω。 答案：(1)見(jiàn)解析圖甲　(2)見(jiàn)解析圖乙　(3)①變大?、?6.7 第二章　電　路 (時(shí)間：50分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，第1～5小題中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，第6～8小題中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分) 1．手機(jī)已是我們生活中普遍的通信工具，如圖1所示是一種手機(jī)電池外殼上的文字說(shuō)明，由此可知此電池的電動(dòng)勢(shì)和待機(jī)狀態(tài)下平均工作電流分別是(　　) 圖1 A．4.2 V,14.66 mA　　　 B．4.2 V,700 mA C．3.7 V,14.66 mA D．3.7 V,700 mA 解析：選C　由手機(jī)電池外殼上的文字說(shuō)明可知，4.2 V是充電電壓，電池的電動(dòng)勢(shì)是3.7 V,1 700 mAh是電池的容量，即放電電流與時(shí)間的乘積，所以待機(jī)狀態(tài)下平均工作電流I＝≈14.66 mA，故C正確。 2.如圖2所示均勻的長(zhǎng)薄片合金電阻板abcd，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，當(dāng)端點(diǎn)1、2或3、4接入電路中時(shí)，R12∶R34為(　　) 圖2 A．L1∶L2　　　　 B．L2∶L1 C．1∶1 D．L12∶L22 解析：選D　設(shè)長(zhǎng)薄片合金電阻板厚度為h，根據(jù)電阻定律R＝ρ，R12＝ρ，R34＝ρ，＝，故選D。 3.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖3所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說(shuō)法中不正確的是(　　) 圖3 A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大 B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積大小 解析：選C　根據(jù)IU圖線可知，隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，選項(xiàng)A正確；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡兩端的電壓為U1，電流為I2，根據(jù)歐姆定律可知，燈泡的電阻為R＝，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為：P＝I2U1，此值是圖中矩形PQOM所圍面積大小，選項(xiàng)D正確；故選C。 4．一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)所加電壓為U時(shí)，它恰好正常工作，通過(guò)的電流為I，下述說(shuō)法中正確的是(　　) A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 B．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2R C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為UI D．電動(dòng)機(jī)的功率可寫(xiě)作UI＝I2R＝ 解析：選B　電動(dòng)機(jī)的總功率為P總＝UI，電動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱＝I2R，所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P輸出＝UI－I2R，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是非純電阻電路，所以總功率和熱功率不同，故B正確。 5.用多用電表探測(cè)圖4所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測(cè)量，E、G兩點(diǎn)間和F、G兩點(diǎn)間均有電壓，E、F兩點(diǎn)間無(wú)電壓；用歐姆擋測(cè)量，黑表筆(與電表內(nèi)部電源的正極相連)接E點(diǎn)，紅表筆(與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連)接F點(diǎn)，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是下圖中的(　　) 圖4 解析：選B　黑表筆接E點(diǎn)，紅表筆接F點(diǎn)，電阻很小，此時(shí)二極管導(dǎo)通，電源電流從黑表筆流出，通過(guò)二極管從紅表筆流進(jìn)，電流方向從E到F，故B正確。 6.如圖5直線A為某電源的UI曲線，曲線B為某小燈泡L1的UI圖線的一部分，用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來(lái)組成閉合回路時(shí)燈泡L1恰能正常發(fā)光，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖5 A．此電源的內(nèi)電阻為 Ω B．燈泡L1的額定電壓為3 V，額定功率為6 W C．把燈泡L1換成阻值恒為1 Ω的純電阻，電源的輸出功率將變大 D．由于小燈泡L1的UI圖線是一條曲線，所以燈泡發(fā)光過(guò)程中歐姆定律不適用 解析：選BC　由圖像知，電源的內(nèi)阻為r＝＝ Ω＝0.5 Ω，A錯(cuò)誤；因?yàn)闊鬖1正常發(fā)光，故燈L1的額定電壓為3 V，額定功率為P＝UI＝32 W＝6 W，B正確；正常工作時(shí)，燈L1的電阻為R1＝＝1.5 Ω，換成R2＝1 Ω的純電阻后，該電阻更接近電源內(nèi)阻r，故電源的輸出功率將變大，C正確；雖然燈泡L1的UI圖線是一條曲線，但由于小燈泡為純電阻，所以歐姆定律仍適用，D錯(cuò)誤。 7.某同學(xué)將一直流電源的總功率P總、輸出功率P出和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率P內(nèi)隨電路總電流I變化的圖線畫(huà)在了同一坐標(biāo)系上，如圖6中的a、b、c。以下判斷正確的是(　　) 圖6 A．直線a表示電源的總功率 B．曲線c表示電源的輸出功率 C．電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3 V，內(nèi)阻r＝1 Ω D．電源的最大輸出功率Pm＝9 W 解析：選ABC　電源總功率為P總＝IE，電源總功率P總隨電流I變化的圖線為a，電源內(nèi)部發(fā)熱功率為P內(nèi)＝I2r，電源內(nèi)部的發(fā)熱功率P內(nèi)隨電流I變化的圖線為b，電源輸出功率P出隨電流I變化的圖線為c。由圖線可知，I＝3 A時(shí)，P內(nèi)＝P總，外電路短路，則r＝1 Ω，E＝3 V。當(dāng)電路內(nèi)外電阻相等時(shí)，輸出功率最大，Pm＝＝2.25 W。 8.如圖7所示電路中，R1、R2為定值電阻，電源的內(nèi)電阻為r。閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表顯示有讀數(shù)，調(diào)節(jié)可變電阻R的阻值，電壓表示數(shù)增大量為ΔU。對(duì)此過(guò)程，下列判斷正確的是(　　) 圖7 A．可變電阻R阻值增大，流過(guò)它的電流增大 B．電阻R2兩端的電壓減小，減小量小于ΔU C．通過(guò)電阻R2的電流減小，減小量等于 D．路端電壓一定增大，增大量小于ΔU 解析：選BD　調(diào)節(jié)可變電阻R的阻值，電壓表示數(shù)增大量為ΔU?？勺冸娮鑂阻值增大，流過(guò)它的電流減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。電阻R2兩端的電壓減小，電源內(nèi)阻電壓減小，二者減小量之和等于ΔU，所以電阻R2兩端的電壓的減小量小于ΔU，選項(xiàng)B正確。通過(guò)電阻R2的電流減小，減小量小于，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。路端電壓一定增大，增大量小于ΔU，選項(xiàng)D正確。 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共20分) 9．(8分)在“描述小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，需要用伏安法測(cè)定小燈泡兩端的電壓和通過(guò)小燈泡的電流，除開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外，還有如下器材： A．小燈泡“6 V　3 W” B．直流電源6～8 V C．電流表(量程3 A，內(nèi)阻0.2 Ω) D．電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻1 Ω) E．電壓表(量程6 V，內(nèi)阻20 kΩ) F．電壓表(量程20 V，內(nèi)阻60 kΩ) G．滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω、2 A) H．滑動(dòng)變阻器(0～1 kΩ、0.5 A) (1)把實(shí)驗(yàn)所用到的器材按字母的先后順序填入空中：____________。 (2)在下面的虛線框內(nèi)畫(huà)出最合理的實(shí)驗(yàn)原理圖。 解析：(1)燈泡額定電流I＝＝＝0.5 A，電流表應(yīng)選D； 燈泡額定電壓6 V，電壓表應(yīng)選E； 為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選G。 (2)描繪燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法； 燈泡正常工作時(shí)電阻為R＝＝＝12 Ω，＝＝12，＝≈1666.7，＞，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。 答案：(1)ABDEG　(2)見(jiàn)解析圖 10．(12分)(xx全國(guó)卷Ⅰ)圖8(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。 (a) (b) 圖8 (1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω，滿偏電流為1 mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個(gè)接線柱，電表量程為3 mA；若使用a和c兩個(gè)接線柱，電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω。 (2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表對(duì)改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300 Ω和1 000 Ω；滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 Ω和3 000 Ω。則R0應(yīng)選用阻值為_(kāi)_______ Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為_(kāi)_______ Ω的滑動(dòng)變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個(gè)因損壞而阻值變?yōu)闊o(wú)窮大，利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R′為保護(hù)電阻，虛線框內(nèi)未畫(huà)出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：_________________________。 解析：(1)設(shè)使用a和b兩接線柱時(shí)，電表量程為I1，使用a和c兩接線柱時(shí)，電表量程為I2，則 使用a和b時(shí)：＋I(xiàn)g＝I1① 使用a和c時(shí)：＋I(xiàn)g＝I2② 由①②兩式得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。 (2)校準(zhǔn)時(shí)電路中的總電阻的最小值為R小＝ Ω＝500 Ω，總電阻的最大值為R大＝ Ω＝3 000 Ω，故R0選300 Ω的，R選用最大阻值為3 000 Ω的滑動(dòng)變阻器。 (3)d接b時(shí)，R1和R2串聯(lián)，不論是R1還是R2損壞，電表都有示數(shù)且示數(shù)相同，故應(yīng)將d接c。根據(jù)d接c時(shí)的電路連接情況可知：閉合開(kāi)關(guān)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動(dòng)，則損壞的電阻是R2。 答案：(1)15　35　(2)300　3 000　(3)c　閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動(dòng)，則損壞的電阻是R2 三、計(jì)算題(本題共2小題，共32分) 11．(14分) 圖9 如圖9所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)電阻r＝1.0 Ω，電阻R1＝9.0 Ω，R2＝15 Ω，電流表A示數(shù)為0.40 A，求電阻R3的阻值和它消耗的電功率。 解析：R2兩端電壓為U2＝I2R2＝0.415 V＝6 V 內(nèi)阻r及R1兩端電壓為U＝E－U2＝12 V－6 V＝6 V 干路中電流為I＝＝ A＝0.6 A R3中電流為I3＝I－I2＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A R2和R3并聯(lián)，電壓相等，即U2＝U3＝6 V R3阻值為R3＝＝ Ω＝30 Ω R3功率為P3＝U3I3＝60.2 W＝1.2 W。 答案：30 Ω　1.2 W 12．(18分)如圖10所示，直流電動(dòng)機(jī)和電爐并聯(lián)后接在直流電源上，已知電源的內(nèi)阻r＝1 Ω。電爐的電阻R1＝19 Ω，電動(dòng)機(jī)繞組的電阻R2＝2 Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電爐的功率是475 W，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電爐的功率是402.04 W。求： 圖10 (1)直流電路的電動(dòng)勢(shì)E； (2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。 解析：(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電爐的功率P＝2R1，代入已知數(shù)據(jù)，解出E＝100 V。 (2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，有電動(dòng)機(jī)的支路較復(fù)雜，且不能用歐姆定律求解，故先分析電爐所在支路。設(shè)該支路的電流為I1，電爐的功率為P1。由P1＝I12R1，代入數(shù)值求出I1＝4.6 A，R1兩端電壓也就是端電壓U外＝I1R1＝87.4 V。設(shè)干路電流為I，由閉合電路歐姆定律E＝U外＋I(xiàn)r，故I＝＝ A＝12.6 A。 通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I2＝I－I1＝12.6 A－4.6 A＝8 A。 由I2和U外(也是電機(jī)兩端電壓)，可求出電機(jī)消耗的電功率： P2＝I2U外＝887.4 W＝699.2 W。 電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率： P2′＝I22R2＝822 W＝128 W。 由能量守恒定律可知，通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化成機(jī)械功率的部分為： P2″＝P2－P2′＝699.2 W－128 W＝571.2 W。 答案：(1)100 V　(2)571.2 W