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配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦电阻测量，系统涵盖替代法、伏伏法、安安法、半偏法及电桥法等核心方法，通过回顾伏安法引入拓展测量技术，结合实验原理、步骤解析与例题，搭建从基础到进阶的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过半偏法对比表格、电桥法原理推导等设计，培养学生模型建构与科学推理能力。例如半偏法中电流表与电压表测量步骤的差异分析，强化科学论证，助力学生掌握实验设计逻辑，也为教师提供清晰的教学思路与实践案例。

素养提升课五　电阻的测量 　　　　 第十一章　电路及其应用 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。 素养目标 提升点一　替代法测电阻 1 提升点二　伏伏法测电阻 2 提升点三　安安法测电阻 3 内容索引 课时测评 6 提升点四　半偏法测电表内阻 4 提升点五　电桥法测电阻 5 2 3 4 5 6 1 提升点一　替代法测电阻 返回 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。 例1 答案： 按电路图完成实物的连接如图所示。 (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。 上　 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)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。 毫安表的示数为I 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)未知电阻的阻值Rx＝____，测量值______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 R0　 等于 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。　　 总结提升 返回 提升点二　伏伏法测电阻 返回 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 例2 (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。 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)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_______________________________________________________________________________________。 　 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 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。 返回 提升点三　安安法测电阻 返回 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) 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 例3 (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。 R1　 5 000　 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)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。 答案： 根据电路原理图将实物进行连线，如图所示。 (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I1-I2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)。 2.3 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。 返回 提升点四　半偏法测电表内阻 返回   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”)。 例4 乙　 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)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。 最左端　 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)该电压表内阻的测量值为______Ω。 990 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。 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 例5 (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。 D　 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G的示数为100 μA，则电流表G的内阻Rg＝______Ω。 100　 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)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。 9 900 由电压表改装原理有Ig(Rg＋R)＝U，代入数据解得R＝9 900 Ω。 返回 提升点五　电桥法测电阻 返回 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。 例6 (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”)。 增大　 0　 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)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＝_______。 根据C、D两点电势相同可得IR3＝I′Rx，IR1＝I′R2，联立解得Rx＝。 课堂回眸 返回 课时测评 返回 1．(10分)某小组探究未知金属丝的电阻率，根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材，按照以下步骤开展实验。 (1)用螺旋测微器测量金属丝直径，如图甲所示，则该直径为_______________________ mm。 5.692(5.691～5.693均可)　 由题图甲可知，金属丝直径为5.5 mm＋19.2×0.01 mm＝5.692 mm。 2 3 4 5 6 1 (2)按图乙连接好电路进行测量，先将滑动变阻器R2的滑片P置于a端。 (3)接着将单刀双掷开关S1掷向1，调节滑动变阻器，电流表示数如图丙所示，则电流表读数为______A，然后断开S2。 0.28 最小刻度为0.02 A，则电流表读数为0.28 A。 2 3 4 5 6 1 (4)电阻箱R1的阻值调至较大，将单刀双掷开关S1掷向2，保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S2，调节电阻箱使得电流表读数逐渐增大到上一步读数，记录电阻箱读数为R。 (5)金属丝的电阻值为____，若金属丝直径用d表示，金属丝长度用x表示， 则金属丝的电阻率为________。(两空均用字母写出表达式) R　 2 3 4 5 6 1 本实验采用替代法测量电阻，则金属丝的电阻值为R 根据电阻定律可得R＝ρ，又S＝ 解得金属丝的电阻率为ρ＝。 2 3 4 5 6 1 2．(10分)(2025·四川南充高二上学期期末)某中学欲精确测量电阻Rx(阻值约为20 Ω)，实验室提供了以下器材： A．电源(电压为3 V) B．电流表A1(量程0～150 mA、内阻r1约10 Ω) C．电流表A2(量程0～1 mA，内阻r2＝1 000 Ω) D．电压表V(量程0～10 V，内阻约1 000 Ω) E．定值电阻R0(电阻为2 900 Ω) F．滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω) G．开关S及导线若干 2 3 4 5 6 1 (1)请在虚线框内画出合理的完整电路原理图(需标出器材的符号)。 2 3 4 5 6 1 由于题中电压表量程太大，测量不精确，可用已知内阻的电流表A2与定值电阻R0串联充当电压表；因改装后的电压表内阻已知，则电流表外接；滑动变阻器最大阻值较小，采用分压式接法，电路图如图所示。 2 3 4 5 6 1 (2)用I1表示电流表A1的示数、I2表示电流表A2的示数，则Rx＝_________ (用I1、I2、R0和r2表示)。 由电路图可知Rx＝。 2 3 4 5 6 1 3．(10分)(2025·陕西汉中高二下学期期末)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，为了测量某弹性导电绳的电阻，甲、乙两同学分别设计了如图甲、乙两种测量电路。 2 3 4 5 6 1 (1)甲同学将滑动变阻器R的滑片滑到最左端，闭合开关S，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置，记录两表的示数U和I，则此时导电绳的电阻Rx＝_____(用I和U表示)。考虑电压表的内阻，该测量值______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 　 偏小　 2 3 4 5 6 1 根据欧姆定律，此时导电绳的电阻Rx＝。甲电路误差在于电压表的分流，导致通过导电绳的电流小于电流表的示数，若考虑电压表的内阻，该测量值偏小。 2 3 4 5 6 1 (2)乙同学将滑动变阻器R的滑片滑到最右端，断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置，记录两表的示数U和I1。再闭合S2，调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此 时导电绳的电阻Rx＝________(用I1、I2和U表示)。 2 3 4 5 6 1 电压表示数不变，根据欧姆定律有＝I2，解得Rx＝。 2 3 4 5 6 1 4．(10分)(2025·云南昆明高二下学期期末)一只毫安表的表盘刻度清晰，但刻度值污损，某同学要测量其内阻和量程，除了待测毫安表之外，实验室提供的器材如下： A．电压表V(量程为3 V) B．滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω) C．滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω) D．电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω) E．电源(电压约为3 V) F．开关、导线若干 2 3 4 5 6 1 (1)实验小组设计了如图甲所示的实验电路，滑动变阻器应选用______(选填“R1”或“R2”)。 R1　 由题图甲所示的电路图可知，滑动变阻器采用分压式接法，为了方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的R1。 2 3 4 5 6 1 (2)请用笔画线代替导线，将图乙中电路连接完整。 答案： 2 3 4 5 6 1 实物图连接如图所示。 2 3 4 5 6 1 (3)正确连接好电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器和电阻箱接入电路的阻值，使毫安表指针满偏，记录此时电压表的示数U和电阻箱的阻值R。重复上述操作，进行多次实验，得到电压表示数U和电阻箱阻值R的多组数据，在坐标纸上作出U-R图像如图丙所示，可得待测毫安表的量程为_____ mA，内阻为______ Ω。(计算结果均保留2位有效数字) 10　 20 2 3 4 5 6 1 每次实验均使毫安表指针满偏，根据欧姆定律可得Ig＝ 整理得U＝IgR＋Igrg 可知U-R图像的斜率表示待测毫安表的量程， 为Ig＝k＝×103 mA＝10 mA U-R图像的纵截距为Igrg＝0.2 V 解得内阻为rg＝20 Ω。 2 3 4 5 6 1 5．(10分)(2025·内蒙古锡林郭勒盟期末)某同学有一块满偏电流Ig＝250 μA的电流表G。需要将它改装为4 mA量程的电流表。 (1)他采用如图所示电路测量电流表G的内阻Rg。断开S1，闭合S2时，电流表G读数为Ig，若再闭合S1后干路电流仍保持为Ig，则当电流表G读数为 ____(用已知物理量符号表示)时，电流表G内阻Rg与电阻箱R′(0～999.9 Ω)的阻值之比为1∶2。 Ig　 2 3 4 5 6 1 由于断开S1，闭合S2时，电流表G读数为Ig，若再闭合S1后干路电流仍保持为Ig，即闭合S1前后电路的干路电流不变，而电流表G内阻Rg与电阻箱R′的阻值之比为1∶2，则有IRg＝R′，其中，解得I＝Ig。 2 3 4 5 6 1 (2)据此原理，该同学测出了电流表G的内阻。下面是打乱的操作，正确的步骤排序为________。 A．读出R′的阻值为180.0 Ω，断开开关 B．闭合开关S2，调节R的阻值使电流表G指针偏转到满刻度 C．将R的阻值调至最大 D．闭合开关S1，保持R的阻值不变，调节R′的阻值使电流表G指针偏转到某一刻度，使电流表G内阻Rg与电阻箱R′的阻值之比为1∶2 CBDA　 2 3 4 5 6 1 该电路测量电流表G的内阻采用了半偏法。实验操作过程中，为了确保安全，先需要将R的阻值调至最大，随后闭合开关S2，调节R的阻值使电流表G指针偏转到满刻度，再闭合开关S1，保持R的阻值不变，调节R′的阻值使电流表G指针偏转到某一刻度，使电流表G内阻Rg与电阻箱R′的阻值之比为1∶2，最后读出R′的阻值为180.0 Ω，断开开关。可知实验正确的操作顺序为CBDA。 2 3 4 5 6 1 (3)改装为4 mA量程的电流表，需要将电阻箱R′并联在电流表G两端，调其阻值为______ Ω。 6.0 根据上述可知，电流表G的内阻Rg＝R′＝×180.0 Ω＝90.0 Ω，则改装为4 mA量程的电流表，需要将电阻箱R′并联在电流表G两端，调其阻值为R1＝ Ω＝6.0 Ω。 2 3 4 5 6 1 6．(10分)为了测量一个电压表的内阻，设计了如图1所示的实验电路，可供选择的器材有： 电源E1(电压为6 V，内阻约为0.5 Ω) 电源E2(电压为18 V，内阻约为2 Ω) 待测电压表V(量程0～10 V，内阻约 为3 kΩ) 滑动变阻器R1(最大阻值为3 000 Ω) 滑动变阻器R2(最大阻值为50 Ω) 电阻箱R(阻值范围为0～9 999 Ω) 开关两个，导线若干 2 3 4 5 6 1 (1)为了尽可能准确测量，本实验应该选用的电源为_____(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器应选用_____(选填“R1”或“R2”)。 E2　 R2　 由题意可知，待测电压表量程为0～10 V，电路采用分压式接法，为了尽可能提高精确度，应尽量保证测量电路电压不变，所以尽可能减小滑动变阻器左端接入电阻，选择电动势较大的电源，则电源选E2，滑动变阻器选R2。 2 3 4 5 6 1 (2)闭合开关S1、S2前，滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“a”或“b”)端；闭合开关S1、S2，然后调节滑动变阻器，使电压表示数为8 V；保持P不动，断开S2，调节电阻箱R，使电压表示数为6 V，电阻箱的示数如图2所示，R＝______Ω，则待测电压表内阻为______Ω。 a　 992　 2 976 闭合开关之前，应使待测电路部分电压最小，故P应位于a端；由题图2可知电阻箱的读数为R＝992 Ω，待测电路满足，解得RV＝ 2 976 Ω。 返回 2 3 4 5 6 1 谢 谢 观 看 第十一章　电路及其应用 2 3 4 5 6 1 $