1.电源和电压；2.导体的阻值；3.实验：导体内阻率的检测；4.串联电路和并联电路；5.实验：练习使用多用水表
1.电源和电压
（1）电源(power)
定义：能把电子在电源内部从电源负极搬运到正极的装置。
作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续电压。
（2）恒定电压()
恒定电场(field)：由稳定分布的电荷所形成的稳定的电场。
恒定电场的产生：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路器件所积累的电荷共同产生的。
恒定电场的特何位置的电荷分布和电场分布都不随时间变化，其基本性质与静电场相同。
【恒定电压】
定义：大小、方向都不随时间变化的电压称为恒定电压，电压的强弱程度用电压这个数学量表示。
公式：
，I表示电压大小，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。该式是电压的定义式，估算出的电压是时间t内的平均值。对于恒定电压，电压的瞬时值与平均值相等。
单位：安培，简称安，符号为A；常见的电压单位还有毫安(mA)、微安(μA)。
。
电压的方向：规定正电荷定向联通的方向为电压的方向，则负电荷定向联通的方向与电压的方向相反。
电压是标量：尽管有方向，但它是标量，它遵守代数运算法则。
【电流的微观表示式】
电压的微观表示式：
。n为导体单位容积内的自由电荷数，q为每位自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷沿导体定向联通的速度。
是电压的定义式，
是电压的决定式，因而
与通过导体横截面的电荷量
及时间
无关，从微观上看，电压决定于导体中单位容积内的自由电荷数
、每个自由电荷的电荷量大小
、定向联通的速度
，还与导体的横截面积
有关。
v表示电荷定向联通的速度。自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速度为热运动的速度，电压是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向联通产生的。
【三种速度的对比】
电子定向联通速度：
中的
，大小约为
。
电压的传导速度：就是导体中构建电场的速度，等于光速，为
。闭合开关的顿时，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向联通，整个电路也几乎同时产生了电压。
电子热运动速度：电子做无规则热运动的速度，大小约为
。因为热运动向各个方向运动的机会相等，甚或运动不能产生电压。
2.导体的阻值
（1）内阻()
概念：导体两端的电流与通过导体的电压大小之比。
定义式：
。
单位：欧姆(
)，常用的单位还有：千欧(
)、兆欧(
)，且
。
化学意义：反映导体对电压制约作用的大小。对给定的导体，它的阻值是一定的，与导体两端是否加电流，导体中是否有电压无关。导体U-I图象的斜率反映内阻大小。
欧姆定理：
。表示通过导体的电压I与电流U成反比电阻的测量知识点整理，与内阻R成正比。适用于金属或电解质碱液导电(纯内阻电路)。
（2）影响导体内阻的诱因
影响导体内阻的诱因：导体的宽度、横截面积、材料有关。可以采用控制变量法进行实验探究。
（3）导体的内阻率
内阻定理：同种材料的导体，其内阻R与它的长l成反比，与它的横截面积S成正比；导体内阻还与构成它的材料有关。
公式：
，式中
是比列系数，
称为这些材料的内阻率。
内阻率是反映导体导电性能的化学量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。单位是欧姆·米，符号
。
（4）内阻率与气温的关系及应用
①金属的内阻率随气温的下降而减小，可用于制做内阻体温计。
②大部份半导体的阻值率随气温的下降而降低，半导体的阻值率随气温的变化较大，可用于制做热敏内阻。
③有些合金，内阻率几乎不受气温变化的影响，常拿来制做标准内阻。
④一些导体在室温非常低时内阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象。
【
和
的区别与联系】
表1
（5）导体的伏安特点曲线
伏安特点曲线：用纵座标表示电压I，用横座标表示电流U，这样画出的导体的I-U图象叫作导体的伏安特点曲线。
【线性器件和非线性器件】
①线性器件：伏安特点曲线是一条过原点的直线、欧姆定理适用的器件，如金属导体、电解质氨水。
②非线性器件：伏安特点曲线是一条曲线(如图1)、欧姆定理不适用的器件，如气态导体(日光灯、霓虹镇流器中的二氧化碳)和半导体器件。
图1
注意：I-U图象是曲线时，按照公式
，内阻等于图线上点与座标原点之间连线的斜率的倒数，而不是该点切线斜率的倒数。
3.实验：导体内阻率的检测
（1）实验1：宽度的检测及检测工具的选用
【游标千分尺】
构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外检测爪)、游标千分尺上还有一个深度尺，如右图所示。
图2游标千分尺的结构
用途：检测长度、长度、深度、内径、外径。
原理：借助主尺的单位刻度(1mm)与游标尺的单位刻度之间固定的差值来制成。
常用的游标千分尺有10分度、20分度和50分度三种，如下表。
表2三种游标千分尺
使用方式：先读出主尺上的整毫米数a，再从游标尺上读出与主尺某一刻度线对齐的游标的格数n，则结果为：a+n×精确度mm。以右图为例，最后结果为23+7×0.1=23.7mm。
图3游标千分尺使用举例
【螺旋测微器(卡尺)】
构造：测砧、测微螺杆、尺架、锁紧装置、微调旋钮电阻的测量知识点整理，如右图所示。
图4螺旋测微器结构
原理：精密螺纹的斜度是0.5mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或退后0.5mm，可动刻度分成50等份，因而每旋转一格，对应测微螺杆F前进或退后0.01mm。0.01mm即为螺旋测微器的精确度。
使用方式：先使A与F接触，可动刻度E的零点正好跟固定刻度B的零点重合，逆秒针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体装入A、F之间，再顺秒针旋转旋钮D，当F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，看到“喀喀”声时停止，之后读数。
读数：先读取固定刻度B上的刻度a，再读取E上的刻度n，考虑到每一个对应0.01mm，可以得到结果为a+n×0.01mm，即L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值。以右图为例，其结果为：6.5+22.5×0.01=6.725mm。
图5卡尺使用举例
注意：读数时要确切到0.01mm，估读到0.001mm，检测结果若用毫米做单位，则小数点旁边必须保留三位；注意固定刻度上半毫米刻度线是否漏出。
【电压表、电流表的读数】
①确定水表阻值，即表针指到最大刻度时水表容许通过的最大电流或电压值。
②根据表盘总的刻度数确定精确度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数。
③按照表针的实际位置进行读数。
0～3V的电流表和0～3A的电压表读数方式相同，此阻值下的精确度是0.1V和0.1A，读到0.1的下一位，即读到小数点前面两位。
0～15V阻值的电流表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点旁边一位，即读到0.1V。
0～0.6A阻值的电压表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点旁边两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A。
两种水表对应两种阻值以右图举例，对应结果为
0～0.6A阻值的电压表：0.44A；0～3A阻值的电压表：2.20A。
0～3V阻值的电流表：1.70V；0～15V阻值的电流表：8.5V。
图6水表读数举例
（2）实验2：金属丝内阻率的检测
【实验原理】
①按照如下电路将金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的内阻
。
图7实验电路
②用毫米刻度尺测出金属丝的有效宽度l，用螺旋测微器测出金属丝的半径d，算出横截面积
。
③由内阻定理
，得到内阻
。
【实验器材】
螺旋测微器或游标千分尺、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电池、滑动变阻器。
【实验步骤】
①测金属丝的半径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次半径并记录。
②连接电路：按如图7所示的电路图联接实验电路。
③测量金属丝的有效宽度：用毫米刻度尺检测接入电路中的待测金属丝的有效宽度，重复检测3次并记录。
④求解内阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的内阻值最大的位置，电路经检测确认无误后，闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电压表、电压表的示数I和U的值，计入表格内，断掉开关S。
⑤拆除实验电路，整理好实验器材。
【实验数据处理】
估算法：借助每次检测的U、I值分别估算出阻值，再求出阻值的平均值作为检测结果。
图象法：可构建U-I座标系，将检测的U、I值描点做出图象，借助图象的斜率来求出阻值值R。
【注意事项】
①一般金属丝内阻较小，为了减少实验的系统偏差，必须选择电压表外接法；
②测量l时应测接入电路的金属丝的有效宽度(即两接线柱之间的宽度，且金属丝下蹲)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器检测半径d；
(3)电压不宜过大(电压表用0～0.6A阻值)，通电时间不宜太长，以免内阻率因气温下降而变化。
4.串联电路和并联电路
串联电路：把几个导体或用家电依次首尾联接，接入电路的联接形式，如图8甲所示。
并联电路：把几个导体或用家电的一端连在一起，另一端也连在一起，再将两端接入电路的联接形式，如图8乙所示。
图8串联电路和并联电路
（1）串、并联电路的特性
表3串、并联电路特性
串联电路中的电流分配：串联电路中各内阻两端的电流跟它们的电阻成反比，即
。
并联电路中的电压分配：并联电路中通过各大道内阻的电压跟它们的电阻成正比，即
。
【串、并联电路中的阻值】
表4串、并联电路总内阻的比较
滑动变阻器的两种接法：分压式、限流式。
表5滑动变阻器两种接法的比较
（2）电流表和电压表的电路结构
常用电流表和电压表由表头(小阻值电压表)加装而成。
【表头G的三个热阻】
电压表的电阻：表头的阻值
叫作电压表的电阻。
满偏电压：表针偏到最大刻度时的电压
叫作满偏电压。
满偏电流：表头通过满偏电压时，加在它两端的电流
叫作满偏电流。
【电表加装原理】
①电压表加装：将表头与一个较大的内阻串联，如右图
图9电流表加装
②电流表加装：将表头与一个较小的内阻并联，如右图
图10电压表加装
③电表加装及其特征
表6水表加装及特征
【电流表的内接法和外接法】
①两种接法比较
表7电压表内接法和外接法的比较
②电流表内、外接法的选择
直接比较法
当
时，采用内接法，当
时，采用外接法。可用“大内偏大、小外偏小”来辅助记忆。对应解释为：大内阻用内接法，得到的内阻电阻会小于内阻的实际值；小阻值用外接法，得到内阻电阻会大于内阻的实际值。
公式估算法
当
，即
时，用电压表内接法；当
，即当
时，用电压表外接法；当
时，两种接法疗效相同。
试触法
如右图，把电流表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两水表的示数变化，若电压表的示数变化显著，说明电流表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电流表的示数有显著变化，说明电压表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。
图11
5.实验：练习使用多用水表
（1）认识多用水表
多用水表可以拿来检测直流电压、直流电流、交变电压、交变电流以及内阻。
构造如右图
图12万用水表结构
表的上半部份为表盘，标有电流、电流和内阻的刻度线，用于读取这种热学量的检测；表中央的表针定位螺母用于使表针指到零刻度；表下半部份中间的旋钮是选择开关，周围标有检测功能的区域及阻值。
（2）使用多用水表
【测电流】
①选择直流电流挡合适的阻值，并将选择开关旋至相应位置。
②将多用水表并联在待测电路两端，注意红基极接触点的电势应比黑基极接触点的电势高。
③根据表盘上的直流电流刻度读出电流值，读数时注意最小刻度所表示的电流值。
【测电压】
①选择直流电压挡合适的阻值，并将选择开关旋至相应位置。
②将被测电路导线拆开一端，把多用水表串联在电路中。
③读数时，要看清刻度盘上的最小刻度。
注意：电压应从红基极流入多用水表。
【测内阻】
①将选择开关旋至欧姆挡，此时表内电源接通，红基极联接表内电源的正极，黑基极联接表内电源的负极．电压从欧姆表的黑基极流出，经过被测内阻，从红基极流入。
②测量步骤：
选挡：恐怕待测内阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位。
欧姆调零：将红、黑基极短接，调整“欧姆调零旋钮”，使表针指向“0Ω”。
检测、读数：将两基极分别与待测内阻的两端接触，表针示数除以倍率即为待测内阻电阻。
实验完毕，应将选择开关放在“OFF”挡或交流电流最高挡。
注意：测内阻必须把待测内阻隔离；谨记两个调零过程，切忌换挡需进行欧姆调零；合理选择阻值，使表针尽可能指在中间刻度附近；读数时应减去相应的倍率；欧姆表的表盘刻度不均匀，通常不估读。
【使用多用水表的注意事项】
①使用前要机械调零；②电流都是从红基极流入，从黑基极流出；③电压、电流的读数要认清选择开关所选择的阻值，认清楚每一小格表示多少，及应读到的有效数字位数。
（3）多用水表检测电路故障
【故障种类及特征】
电路故障通常有两种情况，即漏电和断路．
漏电的特征：电路中有电压，但漏电部份电流为零；被漏电的用家电不工作，与之串联的用家电工作电压减小。
断路的特征：在电源正常的情况下，断路部份电压为零，但断路处有电流，若支路断路则断路处电流等于电源电流。
【分析与测量方式】
①电压表测量法
若电路断路，将电流表与电源并联，若有电流说明电源完好，之后将电流表逐段与电路并联，若某一段电流表表针偏转，说明该段电路中有断点。若电路漏电，则用电流表逐段与电路并联，某一段电流表示数为零，则该段被漏电。
②欧姆表测量法
断掉电路，用多用水表的欧姆挡检测待测部份的阻值，若检查部份示数正常，说明两点间电路正常；若检查部份内阻很小(几乎为零)，说明该部份漏电；若检查部份表针几乎不动，说明该部份有断路。
（4）用多用水表测晶闸管的阻值
晶闸管由半导体材料制成，如右图所示，下端为负极，右端为正极。
图13晶闸管
特征：电压从负极流入时内阻很小，而从负极流出时内阻很大。
测晶闸管正向内阻：将多用水表的选择开关选至低倍率的欧姆挡，欧姆调零以后将黑基极接触晶闸管的负极，红基极接触晶闸管的正极。
测晶闸管反向内阻：将多用水表的选择开关选至高倍率的欧姆挡，欧姆调零以后将黑基极接触晶闸管的正极，红基极接触晶闸管的负极。
本章思维导图
图14思维导图