专题提升6 滑动变阻器和电流表的接法-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第三册创新导学案课件PPT（人教版2019）

第十一章　电路及其应用 专题提升六　滑动变阻器和电流表的接法 目录 1 课后课时作业 提升 ２ 提升 提升1　滑动变阻器的接法 滑动变阻器两种接法的比较 提升 4 注：E是电源提供的电压。 提升 5 例1　如图所示的电路中，A、B之间电压U保持不变，R是定值电阻，两端电压为UR，R1是滑动变阻器。下列说法正确的是(　　) A．R1与R是并联关系 B．滑片在最上端时电流表示数最大 C．滑片向下滑动时电压UR增大 D．改变滑片位置UR的最小值可以为0 提升 6 提升 7 例2　(多选)甲、乙两电路图分别是测 量待测元件Rx电学性质时滑动变阻器的两种 连接方式(电压表和电流表分别测量Rx的电压 和电流，图中未画出)。R是滑动变阻器，P是 滑动变阻器的滑片，a、b是滑动变阻器的两端，电源内阻忽略不计，下列说法正确的是(　　) A．在闭合开关测量前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端 B．甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零 C．滑动变阻器的最大阻值为10 Ω、Rx阻值约为1 kΩ时，应选择甲图电路连接 D．在描绘二极管伏安特性曲线的实验中，只能选择乙图电路 提升 8 (1)在闭合开关测量前，对电路的调节有什么要求？ 提示：应保证电表不超过量程，即示数尽可能最小。 (2)甲、乙两图中Rx上电压的变化范围分别是什么？ 提升 9 提升 10 提升2　伏安法测电阻时电流表的接法 1．电流表内、外接法的比较 提升 11 提升 12 (3)试触法：如图所示，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。 提升 13 例3　用电流表(内阻约4 Ω)和电压表(内阻约3 kΩ)测量电阻R的阻值。某次按照如图所示电路的测量情况：电流表的示数是5 mA，电压表的示数是2.5 V。下列说法正确的是(　　) A．电阻R的值为500 Ω B．电阻R的值略大于500 Ω C．电阻R的值略小于500 Ω D．如果采用电流表外接法测量，结果更加精确 提升 14 (1)电压表测的是哪个元件两端的电压？ 提示：电阻R和电流表两端的总电压。 (2)电流表外接法适用于测量什么电阻？ 提示：小电阻。 提升 15 提升 16 [跟进训练]　(多选)如图所示是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a、b时，观察电压表、电流表示数的变化，那么(　　) A．若电流表的内阻为已知量，S接a，可消除系统误差 B．若电压表的内阻为已知量，S接a，可消除系统误差 C．若电流表示数有显著变化，测量R的阻值时，S应接b D．若电压表示数有显著变化，测量R的阻值时，S应接b 提升 17 解析：伏安法测电阻时，电流表内接时， 误差产生的原因是电流表分压，电流表外接时， 误差产生的原因是电压表分流，可知若电流表 的内阻为已知量，则电流表应内接，即S接b，电 流表两端的电压可计算，进而可消除误差；若电压表的内阻为已知量，则电流表应外接，即S接a，流经电压表的电流可计算，从而可消除系统误差，故A错误，B正确。若电流表示数有显著变化，说明电压表内阻与R的阻值相差不大，电压表分流较大，应采用电流表内接法，即S接b，可减小误差；若电压表示数有显著变化，说明电流表内阻与R的阻值相差不大，电流表分压较大，应采用电流表外接法，即S接a，可减小误差，故C正确，D错误。 提升 18 课后课时作业 题型一　滑动变阻器的接法 1．在如图甲所示的电路中，将图乙所示的滑动变阻器a、b、c、d四个接线柱中的两个接入A、B之间，并且使得滑片向c移动时，电流表读数变大，则与A、B连接的接线柱是(　　) A．A接a，B接c B．A接a，B接b C．A接c，B接d D．A接b，B接d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 解析：若选择A接a，B接c，滑动变阻器滑片 左侧部分连入电路，滑片向c移动，连入电路的电 阻丝变短，电路总电阻变小，则电流变大，电流 表读数变大，故A正确；若选择A接a，B接b，整个 滑动变阻器都接入了电路，滑片向c移动，电路中电阻不变，则电流不会发生变化，电流表读数不变，故B错误；若A接c，B接d，只有上面的金属杆接入电路，下面的电阻丝没有接入电路，等效于A、B间通过导线连接，滑片向c移动，电流表读数不变，故C错误；若选择A接b，B接d，滑动变阻器滑片右侧部分连入电路，滑片向c移动，连入电路的电阻丝变长，电路总电阻变大，则电流变小，电流表读数变小，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 2. (多选)如图的滑动变阻器中A、B是电阻丝的两个接线 柱，C、D是金属杆的两个接线柱。滑动变阻器接入电路的方 法有限流式接法和分压式接法两种。下列判断正确的是(　　) A．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，至少连入三个接线柱 B．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，至少连入包括A、B的三个接线柱 C．把A和C接入电源和用电器，当P由A向B移动时，通过用电器的电流将逐渐变大 D．把A和B接入电源，在A、C间接入用电器，当P由A向B移动时，用电器两端的电压将逐渐变大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 解析：将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，至少连入一上一下两个接线柱，故A错误；将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，至少连入包括A、B的三个接线柱，B正确；把A和C接入电源和用电器，变阻器与用电器、电源串联，当P由A向B移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律可知，通过用电器的电流将逐渐变小，故C错误；把A和B接入电源，在A、C间接入用电器，滑动变阻器为分压式接法，当P由A向B移动时，AP部分电路的阻值增大，PB部分电路的阻值减小，则分压电路两端电压变大，则用电器两端的电压将逐渐变大，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 3．(多选)图甲、乙为某同学设计的两个用 伏安法测待测电阻Rx阻值的电路图，待测电阻约 为6 Ω，电源输出电压为4.5 V，电压表量程为3 V， 电流表量程为0.6 A。为了测量准确，电表指针应 尽可能满偏，且示数不超过量程。下列判断正确的是(　　) A．若滑动变阻器的最大阻值为1 Ω，可以选用图甲电路 B．若滑动变阻器的最大阻值为1 Ω，可以选用图乙电路 C．若滑动变阻器的最大阻值为5 Ω，可以选用图甲电路 D．若滑动变阻器的最大阻值为5 Ω，可以选用图乙电路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 4. 兴趣小组的同学测量某金属丝的电阻率。 (1)用如图所示电路测量金属丝的电阻，待测金属丝R接入电路部分的阻值约5 Ω，实验中，滑动变阻器应选用________。(填器材的序号) A．滑动变阻器(0～10 Ω) B．滑动变阻器(0～100 Ω) A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 (2)闭合开关前，变阻器滑片应调到________。 (3)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d。正确连接电路。测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的U­I图像为一 条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则金属丝的电阻率ρ＝______。 最左端 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 题型二　电流表的接法 5．如图所示，甲、乙为测同一未知电阻Rx阻值的两个电路，其中电压表内阻约为3 kΩ，电流表内阻约为0.2 Ω，Rx阻值约为2 Ω。下列说法正确的是(　　) A．甲电路测得Rx阻值比真实值偏小 B．乙电路测得Rx阻值比真实值偏大 C．测量Rx阻值应选用乙电路 D．若采用甲图，误差是电压表分流引起的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 6. 如图所示，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，电流表的内阻为0.2 Ω，那么有关待测电阻Rx的说法正确的是(　　) A．Rx的测量值比真实值小 B．Rx的真实值为100 Ω C．Rx的真实值为100.2 Ω D．Rx的真实值为99.8 Ω 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 7. (多选)如图所示，某同学在实验室利用电流表和电压表测导体电阻。在连接电路时，将电压表的一端a用试触法分别接b和c，观察两电表指针变化情况。下列说法正确的是(　　) A．若电压表示数变化明显，为减小误差应将a连接c B．若电压表示数变化明显，说明Rx的阻值与电流表内阻相差不大 C．当a连接b时，电阻的测量值小于电阻的真实值 D．当a连接b时，造成系统误差的原因是电流表的分压作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 8．分别用甲、乙两种电路测量同一待测电阻，图甲中两电表的示数分别为3 V、4 mA；图乙中两电表的示数分别为4 V、3.8 mA，则待测电阻Rx的真实值(　　) A．略小于1 kΩ B．略小于750 Ω C．略大于1 kΩ D．略大于750 Ω 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 9．某实验小组想通过实验“描绘小灯泡完整的伏安特性曲线”，实验时所用的器材有：灯泡(2.5 V，0.2 A)、电压表(0～3 V，约1×104 Ω)、电流表(0～0.6 A，约1 Ω)、滑动变阻器、导线、开关、电源，则应该选择的电路图是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 解析：由于小灯泡正常发光时的电阻远小于电压表的内阻，而与电流表内阻相差不大，所以电流表选择外接法；要描绘小灯泡完整的伏安特性曲线，则小灯泡两端的电压需要从0开始调节，则滑动变阻器选择分压接法，综上可知，应选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 11．某实验小组同学想测量一个约5欧姆的电阻Rx的阻值，实验室提供的器材如下： A．电池组(所提供电压为3 V) B．电压表V1(量程为0～3 V，内阻约1 kΩ) C．电压表V2(量程为0～15 V，内阻约5 kΩ) D．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约0.01 Ω) E．电流表A2(量程为0～0.1 A，内阻约0.06 Ω) F．滑动变阻器R(0～1 Ω，额定电流2 A) G．开关、导线若干 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 (1)为了减小实验误差，电压表应选_____，电流表应选______。(填写所选器材前的序号) (2)请根据所选的器材，以笔画线代替导线将图甲中实物图补充完整。 B 答案　图见解析 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 (3)闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，根据测得的多组数据在坐标纸上建立U、I坐标系，描绘出U­I图线，如图乙所示，则待测电阻的阻值为_______ Ω(结果保留两位有效数字)，测量结果与真实结果相比________(填“偏大”“偏小”或“无误差”)。 5.7 偏大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 课后课时作业 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R 限流接法 分压接法 对比说明 电路图 串、并联关系不同 负载Rx上电压的调节范围 eq \f(RxE,Rx＋R0)≤U≤E 0≤U≤E 分压接法的调节范围大 负载Rx上电流的调节范围 eq \f(E,Rx＋R0)≤I≤eq \f(E,Rx) 0≤I≤eq \f(E,Rx) 分压接法的调节范围大 闭合S前触头的位置 b端 a端 都是为了保护电路元件　 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R0相差不多，且Rx的电压、电流不要求从零调起 (1)要求负载上电压或电流变化范围较大，或从零开始连续可调； (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R0 — 解析　由电路图可知R1与R是串联关系，故A错误；滑片在最上端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，电路电流I＝eq \f(U,R1＋R)最小，电流表示数最小，故B错误；滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电路电流I增大，根据UR＝IR，可知电压UR增大，故C正确；无论如何改变滑片位置，电路电流均不可能为0，则UR的最小值不可以为0，故D错误。 提示：eq \f(Rx,Rx＋R)E≤U甲≤E，0≤U乙≤E。 解析　甲图中的滑动变阻器是限流接法，在闭合开关测量前，滑片P应置于滑动变阻器接入阻值最大处，即置于b端，而乙图中的滑动变阻器是分压接法，在闭合开关测量前，使分压电路两端电压为0，则滑片P应置于b端，故A正确；由串、并联电路规律可知，甲图中Rx两端电压范围为eq \f(Rx,Rx＋R)E≤URx≤E，乙图中Rx两端电压范围为0≤URx≤E，故B错误；当Rx阻值远远大于滑动变阻器的总电阻时，滑动变阻器应选择分压接法，即乙图电路连接，故C错误；在描绘二极管伏安特性曲线的实验中，二极管两端电压需要从0开始变化，则只能选择分压接法，即选择乙图电路连接，故D正确。 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝eq \f(U测,I测)＝Rx＋RA>Rx，测量值大于真实值 R测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(RxRV,Rx＋RV)<Rx，测量值小于真实值 2.电流表内、外接法的选择方法 (1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法；当Rx≪RV时，采用外接法。可记忆为“大内小外”。 (2)公式计算法 当eq \f(RV,Rx)<eq \f(Rx,RA)即Rx>eq \r(RARV)时，用电流表内接法； 当eq \f(RV,Rx)>eq \f(Rx,RA)即Rx<eq \r(RARV)时，用电流表外接法； 当Rx＝eq \r(RARV)时，两种接法效果相同。 解析　根据欧姆定律可得：R＝eq \f(U,I)－RA＝eq \f(2.5,5×10－3) Ω－RA＝500 Ω－RA，已知RA约为4 Ω，则电阻R的值略小于500 Ω，故A、B错误，C正确；R＝500 Ω－RA≈496 Ω，则eq \f(R,RA)>eq \f(RV,R)，R阻值较大，可知采用电流表内接的方法测量，结果更加精确，故D错误。 解析：若滑动变阻器的最大阻值为1 Ω，且选用图甲电路，则电压表示数最小约为U1＝eq \f(Rx,Rx＋R0)U0＝eq \f(6,6＋1)×4.5 V＝3.9 V，超过电压表的量程，则不能选用图甲电路，A错误；若滑动变阻器的最大阻值为5 Ω，且选用图甲电路，则电压表示数最小约为U1＝eq \f(Rx,Rx＋R0)U0＝eq \f(6,6＋5)×4.5 V＝2.5 V，可以使电压表示数调节到U＝3 V，同理，此时电流表示数约为I＝eq \f(U,Rx)＝0.5 A，接近量程0.6 A，即可以选用图甲电路，C正确；无论滑动变阻器的最大阻值为1 Ω还是5 Ω，都可以使用分压接法，即选用图乙电路，都可以使电压表示数从0开始调节到3 V，同理，此时电流表示数约为0.5 A，接近量程0.6 A，即可以选用图乙电路，B、D正确。 eq \f(πd2k,4L) 解析：(1)实验中滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节分压，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选A。 (2)为了保护电路，应使电流表和电压表的示数从0开始变化，所以闭合开关前，变阻器滑片应调到最左端。 (3)U­I图像若为过原点的倾斜直线，则其斜率表示待测金属丝的阻值，即Rx＝k，根据电阻定律有R＝ρeq \f(L,S)，其中S＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2))) eq \s\up12(2)，联立可得ρ＝eq \f(πd2k,4L)。 解析：甲电路中，电流表采用内接法，由于电流表的分压使得电压表的示数大于Rx两端的真实电压，而电流表测量的电流为流经Rx的电流的真实值，根据欧姆定律Rx＝eq \f(U,I)可知，甲电路测得Rx阻值比真实值偏大，故A、D错误；乙电路中，电流表采用外接法，由于电压表的分流使得电流表的示数大于流过Rx的真实电流，而电压表测量的电压为Rx两端电压的真实值，根据欧姆定律Rx＝eq \f(U,I)可知，乙电路测得Rx阻值比真实值偏小，故B错误；根据eq \f(RV,Rx)≈1500>eq \f(Rx,RA)≈10，可知电流表分压作用较显著，为了减小误差，电流表应采用外接法，则测量Rx阻值应选用乙电路，故C正确。 解析：由题图可知，待测电阻和电流表的总阻值R＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,0.1) Ω＝100 Ω，电阻的测量值Rx＝R－RA＝100 Ω－0.2 Ω＝99.8 Ω，电阻的测量值等于真实值，故A、B、C错误，D正确。 解析：若电压表示数变化明显，说明电流表的分压作用明显，说明Rx的阻值与电流表内阻相差不大，为减小误差，电流表应采用外接法，即应将a连接b，A错误，B正确；当a连接b时，由于电压表的分流作用，电流表的读数大于流过Rx的真实电流，由Rx＝eq \f(U,I)可知，电阻的测量值小于电阻的真实值，C正确，D错误。 解析：由于两次测量电压表的示数变化较大，可知电流表的分压效果较大，故应采用电流表外接法，即采用题图甲电路所测出的电阻阻值更接近真实值，因电压表的分流，电流的测量值比真实值大，则待测电阻的测量值R测＝eq \f(U,I测)＝eq \f(3,4×10－3) Ω＝750 Ω<eq \f(U,I真)＝R真，即待测电阻Rx的真实值略大于750 Ω，D正确。 10．(多选)某同学在伏安法测电阻的实验中，所用电压表内阻约3.6 kΩ，电流表内阻约4 Ω，待测电阻约12 Ω。有如图甲和乙两个电路图供选择，两种电路均有系统误差，相对误差的定义为η＝eq \f(|测量值－真实值|,真实值)×100%。下列说法正确的有(　　) A．为了测量更精确，实验时应该选择甲电路 B．为了测量更精确，实验时应该选择乙电路 C．以12 Ω作为待测电阻真实值，可估算出甲电路的相对误差约为0.33% D．以12 Ω作为待测电阻真实值，可估算出乙电路的相对误差约为3.3% 解析：由题意知eq \f(RV,Rx)≈300>eq \f(Rx,RA)≈3，电流表的分压作用较显著，故为了测量更精确，实验时应该采用电流表外接法，即选择甲电路，A正确，B错误；甲电路中电阻的测量值实际为R与电压表内阻RV并联后的总电阻，则R测1＝eq \f(RVR,RV＋R)＝eq \f(3600×12,3600＋12) Ω≈11.96 Ω，相对误差η1＝eq \f(|R测1－R真|,R真)×100%＝eq \f(|11.96 Ω－12 Ω|,12 Ω)×100%≈0.33%，C正确；乙电路中电阻的测量值实际为R与电流表内阻串联后的总电阻，则R测2＝RA＋R＝4 Ω＋12 Ω＝16 Ω，相对误差η2＝eq \f(|R测2－R真|,R真)×100%＝eq \f(|16 Ω－12 Ω|,12 Ω)×100%≈33.3%，D错误。 解析：(1)电池组提供的电压是3 V，为了减小实验误差，使测量更精确，电压表应选择量程为0～3 V的V1，故选B。通过被测电阻的最大电流约为I＝eq \f(U,Rx)＝eq \f(3,5) A＝0.6 A，电流表A2量程为0～0.1 A，量程太小，故电流表应选量程为0～0.6 A的A1，故选D。 (2)滑动变阻器最大阻值为1 Ω，比待测电阻Rx的阻值小很多，为了便于调节和测量更多数据，应该选择分压式接法；由eq \f(RV,R x)≈200<eq \f(Rx,RA)≈500可知，电压表的分流作用较显著，为减小误差，电流表应选择内接法。实物图连线如图所示。 (3)电阻的U­I图像为一条过原点的倾斜直线，则图线斜率表示待测电阻的阻值，则Rx＝eq \f(2.4,0.42) Ω＝5.7 Ω。电流表选择内接法，由于电流表的分压作用，电压表所测电压大于Rx两端实际电压，由Rx＝eq \f(U,I)可知，待测电阻的测量值偏大。 $$