素养提升课五 电阻的测量-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

本讲义聚焦电阻测量这一核心知识点，系统梳理替代法、伏伏法、安安法、半偏法、电桥法五种测量方法，基于电流表内接外接、滑动变阻器限流分压的基础操作，构建从基础到创新测量的学习支架。 该资料通过多种测量方法的原理剖析与实验案例设计，培养学生科学思维中的模型建构和科学推理能力，如替代法中电阻箱等效替代、半偏法测电表内阻等实例，体现科学探究过程。课中辅助教师系统教学，课后帮助学生巩固方法原理，弥补实验操作与分析的薄弱点。

素养提升课五　电阻的测量 【素养目标】　1.进一步理解电流表的内接法、外接法及滑动变阻器的限流式接法和分压式接法，并能在具体问题中正确选择。2.学会用替代法、伏伏法、安安法、半偏法、电桥法测电阻。 提升点一　替代法测电阻 1．实验原理(如图所示) 2．实验步骤 闭合S1，S2接a，调节R′，使电流表A的示数为I；S2接b，保持R′不变，调节R使电流表A的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值R0，则待测电阻Rx＝R0。 某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。 (1)请用笔画线代替导线，按电路图甲完成实物图乙的连接。 (2)根据电路图甲，闭合开关S1前，滑动变阻器的滑片应在最________(选填“上”或“下”)端。闭合开关S1后，将开关S2接a，调节滑动变阻器R1，使毫安表的示数为I。 (3)保持滑动变阻器的滑片不动，将开关S2接b，调节电阻箱，使___________，记录此时电阻箱的阻值R0。 (4)未知电阻的阻值Rx＝________，测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 答案：(1)见解析图　(2)上　(3)毫安表的示数为I (4)R0　等于 解析：(1)按电路图完成实物的连接如图所示。 (2)闭合开关S1前，应保证滑动变阻器接入电路的阻值最大，则滑动变阻器的滑片应在最上端。 (3)开关S2接a、b时分别是Rx和R2接入电路，其他部分的电路不变，使两次毫安表的示数相同，说明Rx与电阻箱R2此时的阻值相同。 (4)由(3)可知Rx＝R0，该实验采用替代法测电阻，测量值等于真实值。 替代法的前提是等效，无论是电压替代还是电流替代，都必须使替代者和被替代者在电路中所起的作用相同(即电压或电流相同)，否则就不能替代。　　 学生用书第81页 提升点二　伏伏法测电阻 伏伏法又称电压表差值法，是利用两个电压表测量电压表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。 1．条件：电压表V2的量程必须大于电压表V1的量程且能搭配使用。 2．技巧：已知内阻值的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用。 3．原理：电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，电压表V1的内阻为r1，以图甲为例，根据电路知识有U2＝U1＋R0，则如果R0已知，可求出电压表V1的内阻r1＝R0；如果r1已知，可求出R0＝r1。 用以下器材可测量电阻Rx的阻值。 待测电阻Rx：阻值约为600 Ω 电源：电压为6.0 V 电压表V1：量程为0～500 mV，内阻r1＝1 000 Ω 电压表V2：量程为0～6 V，内阻r2约为10 kΩ 电流表A：量程为0～0.6 A，内阻r3约为1 Ω 定值电阻R0：R0＝60 Ω 滑动变阻器R：最大阻值为150 Ω 单刀单掷开关S一个，导线若干 (1)测量中要求两只电表的示数都不小于其量程的，并能测量多组数据，请在虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。 (2)若选择测量数据中的一组来计算Rx，则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx＝______________(所有物理量用符号表示)，式中各符号的意义是_________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)见解析图　(2)　见解析 解析　(1)电路的最大电流约为Imax＝ A＝0.01 A，电流表A的量程太大，可以把电压表V1与定值电阻R0并联改装成电流表，电压表选择V2，要求测量多组数据且滑动变阻器阻值与Rx的阻值相比较小，滑动变阻器需用采用分压式接法，电路图如图所示。 (2)流过被测电阻的电流为I＝，被测电阻的阻值Rx＝；U1为电压表V1的示数，U2为电压表V2的示数，r1为电压表V1的内阻，R0为定值电阻的阻值。 提升点三　安安法测电阻 安安法又称电流表差值法，是利用两个电流表测量电流表的内阻或其他电阻的方法，常见电路如图甲、乙所示。 1．条件：电流表A2的量程必须大于电流表A1的量程且能搭配使用。 2．技巧：已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用。 3．原理：电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，电流表A1的内阻为r1，以图甲为例，根据电路知识有I1(r1＋R0)＝(I2－I1)Rx，则如果r1、R0已知，可求出Rx＝；如果R0、Rx已知，可以求出电流表A1的内阻r1＝Rx－R0。 某同学想要测量一阻值约为2 kΩ的电阻Rx的阻值，实验室还提供了下列器材： A．电流表A1(量程为0～500 μA，内阻r1＝1 kΩ) 学生用书第82页 B．电流表A2(量程为0～1.5 mA) C．滑动变阻器R1(0～20 Ω) D．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω) E．电阻箱R0(0～9 999 Ω) F．电源(电压为3 V) G．开关 H．导线若干 (1)该同学用如图甲所示的电路图测电阻Rx的阻值，为尽可能获取多组数据且操作方便，滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”)；为将电流表A1改装成量程为3 V的电压表，需要将电阻箱R0的阻值调为________ Ω。 (2)如图乙为本实验的部分连线的实物图，请用笔画线代替导线将其连接成完整电路。 (3)按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A1、A2的示数I1和I2，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并作出I1I2图线如图丙所示，则该待测电阻阻值为Rx＝________ kΩ(计算结果保留2位有效数字)。 答案：(1)R1　5 000　(2)见解析图　(3)2.3 解析：(1)滑动变阻器采用的是分压式接法，为了操作方便，滑动变阻器选择阻值较小的R1； 电流表A1改装成量程为3 V的电压表，需串联的电阻箱阻值为R0＝ Ω－1 000 Ω＝5 000 Ω。 (2)根据电路原理图将实物进行连线，如图所示。 (3)由串、并联电路的规律可知I2＝I1＋ 整理得I1＝I2 图像为过原点的倾斜直线，斜率k＝ 由题图丙可得k＝＝0.28 联立解得Rx≈2.3 kΩ。 提升点四　半偏法测电表内阻 半偏法测量电流表内阻 半偏法测量电压表内阻 测量电路 操作步骤 (1)闭合开关S1前，将滑动变阻器R1、电阻箱R2的阻值调到最大。 (2)闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏。 (3)再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱R2的阻值，使电流表A的指针半偏。 (4)读取电阻箱的阻值R2，则RA＝R2。 注意：R1接入阻值越大，误差越小，故R1应选择总阻值较大的 (1)闭合开关S前，电阻箱R的阻值调到零，滑动变阻器R′的滑片P滑到最左端。 (2)闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表V的指针满偏。 (3)保持滑动变阻器滑片位置不变，再调节电阻箱的阻值，使电压表V的指针半偏。 (4)读取电阻箱的阻值R，则RV＝R。 注意：R′应选总阻值较小的，有利于减小实验误差 某学习兴趣小组欲采用如图所示电路测量电压表的内阻RV，待测电压表的量程为1 V，内阻约为1 000 Ω。 (1)在备选的甲、乙两个滑动变阻器的铭牌上分别标有(200 Ω　1 A)、(10 Ω　2 A)，为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器R1应选用________(选填“甲”或“乙”)。 (2)同学们的实验步骤如下，请将步骤①补充完整。 ①正确连接好电路后，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到________(选填“最左端”或“最右端”)。 ②闭合开关S1和S2，调节R1，使电压表指针指到1 V刻度处。 ③保持S1闭合、滑动变阻器R1的滑片位置不变，断开S2，调整电阻箱R2的阻值，使电压表的指针指到0.5 V刻度处，此时电阻箱R2的示数为990 Ω。 (3)该电压表内阻的测量值为________Ω。 答案：(1)乙　(2)①最左端　(3)990 解析：(1)滑动变阻器乙的最大阻值较小，额定电流较大，实验电路滑动变阻器采用分压式接法，所以为保证实验操作安全方便，滑动变阻器R1应选择乙。 (2)由题图可知，滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，在闭合开关之前，应将滑动变阻器R1的滑片移到最左端，使待测支路电流为零。 (3)断开开关S2后认为分压电路电压不变，仍为1 V，电压表示数为0.5 V，说明电阻箱两端电压为0.5 V，电压表与电阻箱串联，它们两端电压相等，由串联电路特点可知，它们的阻值相等，则电压表内阻的测量值等于电阻箱的阻值，为990 Ω。 学生用书第83页 某物理兴趣小组要将一个内阻未知的电流表改装成量程为3 V的电压表，为此他们用如图所示的电路测定该电流表的内阻，实验室可提供的器材如下： A．电流表G：满偏电流为300 μA，内阻未知 B．电池组E：3 V C．滑动变阻器R1：最大阻值为5 kΩ，额定电流为1 A D．滑动变阻器R2：最大阻值为16 kΩ，额定电流为0.5 A E．电阻箱R0：阻值范围0～9 999.9 Ω F．开关两个，导线若干 (1)滑动变阻器应选用________(选填“C”或“D”)，将开关S1、S2都断开，连接好电路，使滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后，闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电流表G的示数为200 μA。 (2)闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值为100 Ω时电流表G的示数为100 μA，则电流表G的内阻Rg＝________Ω。 (3)将该电流表改装成量程为3 V的电压表，需串联电阻的阻值为________Ω。 答案：(1)D　(2)100　(3)9 900 解析：(1)本实验滑动变阻器采用限流式接法，为减小并联电阻箱对电流的影响，滑动变阻器应选择总阻值较大的。故选D。 (2)闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值为100 Ω时，电流表示数减为原来的一半，说明电流表G的内阻等于电阻箱R0的阻值，为100 Ω。 (3)由电压表改装原理有Ig(Rg＋R)＝U，代入数据解得R＝9 900 Ω。 提升点五　电桥法测电阻 在a、b间接一灵敏电流表，如图所示，当其读数为零，即Uab＝0时，相当于a、b间断路，此时φa＝φb，则有IR1＝I′R3，IR2＝I′R4，两式相除得，即R1R4＝R2R3，此时交叉电阻的乘积相等，所以知道其中任意三个电阻就可以求出第四个电阻的阻值。 某实验小组为了较准确测量阻值约为20 Ω的电阻Rx，实验室提供的器材有： A．待测定值电阻Rx：阻值约20 Ω B．定值电阻R1：阻值为30 Ω C．定值电阻R2：阻值为20 Ω D．灵敏电流表G：量程为3 mA，0刻度线在表盘中央，内阻约为50 Ω E．电阻箱R3：最大阻值为999.99 Ω F．直流电源E：电压为1.5 V G．滑动变阻器R：最大阻值为20 Ω，最大电流为0.2 A H．单刀单掷开关S，导线等 该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。 (1)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当。 (2)若灵敏电流表G中的电流由C流向D，调节电阻箱R3，使电阻箱R3的阻值________(选填“增大”或“减小”)，直到G中的电流为________(选填“满偏”“半偏”或“0”)。 (3)读出电阻箱连入电路的电阻R3，计算出Rx。用R1、R2、R3表示Rx的表达式为Rx＝________。 答案：(2)增大　0　(3) 解析：(2)本实验采取电桥法测电阻，当电流由C流向D时，说明C点电势高，所以应该增大电阻箱R3的阻值使回路电阻增大，电流减小，C点电势降低，直到C、D两点电势相同，G中电流为零。 (3)根据C、D两点电势相同可得IR3＝I′Rx，IR1＝I′R2，联立解得Rx＝。 学科网（北京）股份有限公司 $