11.3 电阻率的测量 实验3 伏安法测电阻电路分析 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.3 实验：导体电阻率的测量 实验3 伏安法测电阻——电路分析 人教版（2019）必修 第三册 学习目标 1.伏安法测量导体电阻的电路设计中，能够通过合理选择电流表的内接法还是外接法来减小电阻值的测量误差。 2.利用滑动变阻器进行控制电路设计时，根据需要，兼顾节能的理念，能够恰当的选择分压还是限流接法，确保电路安全、电流（或电压)易于调节。 测量电阻方法：伏安法 Rχ 研究对象： 测量工具 控制工具 导入新课 初中认为电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，称之为理想电表。 电表内阻的存在，会对电阻的测量值产生怎样的影响？ 为易于调节待测电阻两端的电压和通过的电流，电路中如何接入滑动变阻器？ 思考： V A Rχ R E S 电路的基本组成 ●测量电路：Rx与电压表、电流表组成。 ●控制电路：由滑动变阻器 研究对象：Rx 测量部分 控制部分 电源部分 ●电源部分 E V A Rχ R s P 一、测量部分 【测量电路的两种接法】 ●S导线接a：电流表接在电压表两接线柱外侧，称电流表外接法 ●S导线接b：称电流表内接法 S a b   1.结构 2.测量值 3.误差来源： 4.适用条件： A V Rx (称Rx为小电阻） 电压表示数： 电流表示数： R测 < R真 思考：误差产生根源在于接入电路的哪一个电表？ 采用该种接法，则待测电阻测量值与真实值相比，偏大还是偏小？ 电压表的分流—— 电流表接法一：外接法 分析： 2.测量值 3.误差来源: 4.适用条件: A V Rx (称Rx为大电阻） 电流表示数： 电压表示数： R测 > R真 电流表的分压—— 电流表接法二：内接法 分析： 1.结构 思考：采用电流表内接法误差情况又如何？ 如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A，电压表内阻为500Ω，那么待测电阻R的测量值比真实值 ，测量值为 ，真实值为 。 小 100Ω 125Ω A V R c d 练习1 现在想用伏安法测电阻，若电压表、电流表、电阻的阻值（估计值）为以下值，电流表应选择哪种接法？ （1）RV≈20000Ω RA≈1Ω Rx≈30Ω （2）RV≈5000Ω RA≈0.1Ω Rx≈200Ω 电流表外接法 电流表内接法 大内偏大 小外偏小 口诀： 总结 小结 Ⅰ直接比较法 设待测电阻Rx、电流表的内阻RA、电压表的内阻RV，若已知三者的大约值，则Rx是大电阻还是小电阻的判别法如下： 称Rx为小电阻 称Rx为大电阻 Ⅱ阻值比值法 当 时， 称Rx为大电阻 称Rx为小电阻 当 时， Ⅲ公式判别法 选用电流表内接法 选用电流表外接法 若电流表示数有明显变化， 即　　　 b 具体操作：按电流表外、内接的方式依次连接，观察电流表、电压表示数 变化情况。 Ⅳ电压表试探法 若电压表示数有明显变化， 即 电流表外接法 V A S a R   电流表内接法 测量未知电阻时，需取同一电阻的多组电压和电流值。此时可接入滑动变阻器，能起到直接改变测量电阻的电流或电压大小的作用，达到测多组数据的实验效果。那么，滑动变阻器该如何接入电路呢？ 二、控制部分 A B D C P A、B是绕在绝缘棒上的电阻丝两个端点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。 A B D C P 【滑动变阻器】 限流式接法 分压式接法 【控制电路的两种接法】 Rx U0 S R A B P Rx 限流作用，控制或调节电路中的电流。 ⑶设滑动变阻器总阻值为Rmax，电源两端电压为U0,待测电阻阻值为Rx。 试分析：待测电阻Rx两端电压和通过的电流变化范围。 ⑵滑动变阻器在电路中的作用是什么？ ⑴闭合电键前，滑动触头P应置于滑动变阻器的A端还是B端？ 思考 滑动变阻器接法一：限流式接法 1.接法 B端 利弊： 电路结构简单、耗能少 电压或电流不能从0变起、调节范围小 ⑴当滑片P处于B端，滑变接入阻值RP=Rmax 2.电压和电流调节范围 Ux=U0 ⑵当滑片P处于A端，滑变接入阻值RP=0 小结：待测电阻Rx两端电压范围： 3.适用条件 Rmax＞Rx，且相差不多，最好Rmax为Rx 的2倍左右。 关键点：抓住滑动变阻器总阻值Rmax与待测电阻Rx大小关系 B端 U0 S P Rx R A B ⑶待测电阻Rx两端电压和通过的电流变化范围又如何？ ⑵滑动变阻器在电路中的作用是什么？ ⑴闭合电键前，滑动触头P应置于滑动变阻器的A端还是B端？ 思考 分压作用，变阻器一部分电压加在待测电阻上。 滑动变阻器接法二：分压式接法 1.接法 利弊： 电压或电流能从0调节，调节范围大 电路结构复杂、耗能多 Ix=0 Ux=0 Ux=U0 ⑴当滑片P处于A端，滑变全部阻值Rmax与Rx并联 2.电压和电流调节范围 ⑵当滑片P处于B端，Rx被短路 小结：待测电阻Rx两端电压范围： Rmax相比Rx小，若Rmax << Rx 则更佳 3.适用条件 结构上: 头重脚轻 ●要求Rx两端电压从零开始变化(零起必分) ●用限流式接法时，电路中的最小电流超过用电器的I额。（烧表必分） ● Rmax << Rx时 (滑小必分) ●要求电压变化范围大或要求多测处几组U、I值，一般分压式。 以下情况必须接成分压式： 练习2 在测量某金属丝电阻率的实验中， ⑴用如图所示电路测量，要求电压能从零开始测量，并能多测量几组数据，请用笔画线代替导线，在图中仅添加一根导线完成实验的电路连接。 ⑵实验时，闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的 _______（选填“左”或“右”）端； 测量结束后，应先断开开关，再拆除导线， 最后整理好器材。 左 练习3 电阻丝的电阻约为5Ω，为准确测量其阻值，实验室提供如下实验器材， A.电池组(3V，内阻约1Ω) B.电流表A1(0～0.6A，内阻约0.125Ω) C.电压表V1(0～3V，内阻约4kΩ) D.滑动变阻器R1(0～20Ω，允许最大电流1A) E.开关、导线若干 请将设计的电路图画在右面方框内。 思考：若电流表的内阻等于0.125Ω， 电压表内阻约4kΩ，情况又如何？ 课堂小结 $$