第十一章 电路及其应用（精品课堂）-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【精彩三年】课程探究与巩固教师用书word（人教版）浙江专用

第十一章 电路及其应用 拓展与归类·专题研析　伏安法的应用 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 1．伏安法测电阻。 2．分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I－U特性曲线，对比它们导电性能的特点 科学探究：描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I－U特性曲线，对比它们导电性能的特点。 科学思维：通过电流表、电压表的内阻，利用数理结合方法判断测量值的误差 伏安法测电阻 伏安法测电阻 (见学生用书P41) 知识点　伏安法测电阻 1．用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图如图甲、乙所示。 2．图甲称为电流表的外接法，实验误差是由电压表的__分流__导致的，使电流表的测量值偏大，从而使电阻的测量值偏小。由R测＝，故＝＝＝＋，故电流表外接时，待测电阻的测量值R测等于其真实值R与电压表内阻R V的并联阻值。显然当待测电阻R远远小于R V时，测量值R测约等于其真实值R。即测量小电阻时，宜采用电流表的外接法，测量值偏小。即所谓 “小外偏小”。 3．图乙称为电流表的内接法，实验误差是由电流表的分压导致的，使电压表的测量值偏大，从而使电阻的测量值偏大。由R测＝＝＝R＋RA，故电流表内接时，待测电阻的测量值R测等于其真实值R与电流表内阻RA的串联值。显然当待测电阻R远远大于RA时，测量值R测约等于其真实值R。即测量__大__电阻时，宜采用电流表的内接法，并且测量值偏大。即所谓 “大内偏大”。 【思辨】 思考题：不考虑上面图甲、图乙的读数误差情况下，图甲的电压表读数、图乙的电流表读数，它们的比值是不是导体电阻R的真实值？ 【答案】 不是。因为测定电阻时，考虑到电压表、电流表均有内阻，图甲、图乙的两种接法的总电阻并不一定相同，因此图甲中通过电阻R的电流并不等于图乙中电流表的测量值，所以不能像题干描述的这样去测量电阻。 (见学生用书P41) 1．两种接法的比较 项目 内接法 外接法 电路 误差分析 电压表示数： U V＝UR＋UA＞UR 电流表示数：IA＝IR， R测＝＞＝R真 电压表示数：U V＝UR 电流表示数： IA＝IR＋I V＞IR， R测＝＜＝R真 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 适用情况 测大电阻 测小电阻 2．电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪R V时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。 (2)公式计算法 当<，即当Rx＞时，用电流表内接法， 当>，即当Rx＜时，用电流表外接法， 当Rx＝时，两种接法效果相同。 (3)试触法 如图，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法；若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。 为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx，小明设计了图1所示的电路。 (1)实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接__a__(填“a”或“b”)点，按此连接测量，测量结果__小于__(填“小于”“等于”或“大于”)Rx的真实值。 (2)根据实验测得的6组数据，在图2中描点，作出了2条图线。你认为正确的是__②__(填“①”或“②”)，并由图线求出电阻Rx＝__7.5__Ω(保留两位有效数字)。 【解析】 (1)电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，而电流表示数基本不变，说明电压表分流较小，可以忽略，故采用电流表外接法，即c接a点；电压表测量的电压为准确值，但电流表测量的电流为通过电阻和电压表的电流之和，即电流测量值偏大，根据R＝可得电阻测量值偏小。 (2)因为电压表测量的是被测电阻两端电压，所以当其两端电压为零时，电流也为零，故图线②正确。图像斜率的倒数表示电阻，故Rx＝ Ω＝7.5 Ω。 1．用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值，图中电压表的内阻为R V，电流表内阻为RA，测量时把电压表示数U和电流表示数I的比值作为电阻的测量值，忽略实验操作中的偶然误差，则下列说法正确的是(　B　) A．电阻Rx的测量值大于真实阻值 B．电阻Rx的测量值小于真实阻值 C．电阻Rx的真实阻值为－RA D．电阻Rx的真实阻值为 【解析】 由于电压表分流使电流表示数偏大，而电压表示数等于电阻Rx的真实电压，根据R＝可知，电阻Rx的测量值小于真实阻值，故A错误，B正确；通过电阻Rx的电流为Ix＝I－，电阻Rx的真实阻值为Rx＝＝，故C、D错误。 2．在用伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表的内阻约为2 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如