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（教科版）

该高中物理课件聚焦电阻测量，涵盖伏安法（内外接法）、替代法、半偏法，通过实际测量问题导入，衔接电路基础与误差分析，搭建从原理到应用的学习支架。 其亮点在于以科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究（实验设计、证据分析）为核心，如伏安法中通过电阻对比选接法，半偏法中用大阻值变阻器减小误差，助力学生提升实验能力，为教师提供系统教学资源。

素养提升课五　电阻的测量 　　　　 第二章　电路及其应用 1.建立伏安法测电阻的电路模型，进一步理解电流表内接法、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、半偏法测电阻。 素养目标 提升点一　伏安法测电阻 1 提升点二　替代法测电阻 2 提升点三　半偏法测电表内阻 3 课时测评 4 内容索引 2 3 4 5 1 提升点一　伏安法测电阻 返回 某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值。现有电源(3 V，内阻可不计)、滑动变阻器(阻值范围为0～50 Ω，允许通过的最大电流为2 A)、开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表(量程为0～3 A，内阻约为0.025 Ω) B．电流表(量程为0～0.6 A，内阻约为0.125 Ω) C．电压表(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ) D．电压表(量程为0～15 V，内阻约为15 kΩ) (1)为了减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用______(以上均填器材前的字母)，实验电路应采用图中的______(选填“甲”或“乙”)。 例1 B C 甲 因为电源的电压为3 V，因此电压表选择C；由于Rx的阻值约为5 Ω，根据欧姆定律可知，电流的最大值约为0.6 A，所以电流表选择B；根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的内阻对比可知，待测电阻的阻值Rx< ，因此选择电流表外接法，故选择题图甲。 (2)若选用甲电路，产生误差的主要原因是____；若选用乙电路，产生误差的主要原因是___。(均用字母代号填写) A.电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值 C．电压表测量值小于Rx两端的电压值 D．电压表测量值大于Rx两端的电压值 选用甲电路，产生误差的主要原因是电压表的分流，使电流表的示数大于流过待测电阻的电流，故选B；选用乙电路，产生误差的主要原因是电流表的分压，使电压表的示数大于待测电阻两端的电压，故选D。 B D (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图丙所示，则U＝______ V、I＝______ A，可得该电阻的测量值Rx＝______ Ω。 电压表选用的量程为0～3 V，其分度值为0.1 V，则电压为U＝2.60 V，电流表选用的量程为0～0.6 A，其分度值为0.02 A，则电流为I＝0.50 A，该电阻的测量值Rx＝ ＝ Ω＝5.20 Ω。 2.60 0.50 5.20 返回 提升点二　替代法测电阻 返回 1．实验原理(如图) 2．实验步骤 闭合S1，S2接a，调节R′，使电流表A的示数为I；保持R′不变，S2接b，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灵敏电流计G的内阻： 例2 (1)请在图乙中将实物连线补充完整； 由电路图将实物图连接完整，如图所示。 (2)闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0；然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0。若此时电阻箱阻值R2＝200 Ω，则灵敏电流计G的内阻Rg＝______ Ω。 本实验采用等效替代法，两次电流表G0示数相同，故两次回路总电阻相同，在其他元件不变的情况下，电阻箱的示数等于灵敏电流计G的内阻，故Rg＝200 Ω。 200 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。 返回 探究归纳 提升点三　半偏法测电表内阻 返回 1．“半偏法”测电流表的内阻 (1)实验电路如图所示。 (2)测量原理 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P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，则RA＝R2。 注意：R1接入的阻值越大，误差越小，故R1应选择总阻值较大的。 2．“半偏法”测电压表的内阻 (1)实验电路如图所示。 (2)测量原理 ①闭合开关S之前，电阻箱R2的阻值调到零，滑动变阻器R1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P位置不变，再调节电阻箱R2的阻值，使电压表V的指针半偏。 ④读取电阻箱的阻值，则RV＝R2。 注意：R1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。 例3 (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”)。 乙 滑动变阻器乙的最大阻值较小，额定电流较大，由题图可知，实验电路选择分压式，所以为保证实验操作安全方便，滑动变阻器应选择乙。 (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。 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，则电压表内阻等于电阻箱阻值990 Ω。 990 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： 例4 A．电流表G：满偏电流为300 μA，内阻未知 B．干电池E：3 V C．滑动变阻器R1：最大阻值约为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R应选用___(选填“C”或“D”)，将开关S1、S2都断开，连接好实物图，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。 本实验采用半偏法测定电流表内阻，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。 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。 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。 100 (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。 由电压表改装原理得Ig(Rg＋R)＝U，代入数据解得R＝9 900 Ω。 9 900 返回 课 时 测 评 返回 1．(10分)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材可供选用： A．电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ) B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ) C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω) D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω) E．电源(1.5 V，额定电流0.5 A) F．电源(12 V，额定电流2 A) G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A) (1)为使测量尽量准确，电压表选用___，电流表选用____，电源选用____。(均填器材的字母代号) B C F 2 3 4 5 1 由于待测电阻的阻值较大，若选用电源E，会导致流过待测电阻的电流过小，电流表示数变化不明显，读数误差较大，故电源应选F；所以电压表应选B，回路中最大的电流约为I＝ ＝1.2 mA，故电流表应 选C。 2 3 4 5 1 (2)在方框中画出测量Rx阻值的实验电路图。 由于滑动变阻器的最大阻值较小，所以滑动变阻器采用分压式接法，又 < ， 所以电流表采用内接法，实验电路图如图所示。 2 3 4 5 1 (3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会______(选填“大于”“小于”或“等于”)其真实值，原因是___________________________________。 由于电流表采用内接法，电流表的分压作用导致电压表的示数大于待测电阻两端的真实电压，待测电阻测量值大于真实值，因此电流表的分压作用是造成待测电阻测量值大于真实值的主要原因。 大于 电流表的分压作用(其他正确表述也可) 2 3 4 5 1 2．(10分)甲同学要把一个量程为0～200 μA的直流电流计G，改装成量程是0～3 V的直流电压表。 2 3 4 5 1 (1)他按如图所示电路，用半偏法测定电流计G的内电阻Rg，其中电阻R0约为1 kΩ，为使Rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电阻器R1应选用____，电阻器R2应选用___。(选填器材前的字母) A．电源(6 V) B．电阻箱(0～999.9 Ω) C．滑动变阻器(0～500 Ω) D．电阻器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0～51 kΩ) E．电阻器(0～5.1 kΩ) 由实验原理知R1应能读出具体数值，故R1应选用B；闭合S2，电路中电流I不能大于200 μA；由I＝ 可得R2＝ －R0，代入数据解得R2≈29 kΩ，故电阻器R2应选用D。 B D 2 3 4 5 1 (2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大，后续的实验操作步骤依次是___、___、___、____，最后记录R1的阻值并整理好器材。(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母) A．闭合S2 B．闭合S1 C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 E．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 F．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 A D B E 2 3 4 5 1 半偏法测电阻的实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，闭合开关S2，调节滑动变阻器R2，使电流计指针满偏；第三步，闭合开关S1，改变电阻箱R1的阻值，当电流计指针半偏时记下电阻箱读数，此时电阻箱的阻值等于电流计内阻Rg，故操作步骤依次是A、D、B、E。 2 3 4 5 1 (3)如果所得R1的阻值为300.0 Ω，则图中被测电流计G的内阻Rg的测量值为 ______ Ω，该测量值________(选填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值。 如果所得R1的阻值为300.0 Ω，则题图中被测电流计G的内阻Rg的测量值为300.0 Ω。实际上电阻箱并入后，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入电路的电阻小于电流计的电阻，所以该测量值略小于实际值。 300.0 略小于 2 3 4 5 1 3．(10分)某兴趣小组的同学为了测量某量程为0～3 V电压表的内阻，设计了如图甲所示的电路。实验器材如下： A．待测电压表V(量程0～3 V，内阻约为几千欧) B．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω) C．电阻箱R1(阻值范围0～9 999 Ω) D．直流电源，电压为6 V E．开关一个，导线若干 2 3 4 5 1 (1)实验电路已进行了部分连接，请按电路图在图乙中将其补充完整。 电路连线如图所示。 2 3 4 5 1 (2)闭合开关S前，最好将滑动变阻器的滑片P移到___(选填“a”或“b”)端。 闭合开关S前，为使测量部分起始电压较小，最好将滑动变阻器的滑片P移到a端。 a 2 3 4 5 1 (3)将电阻箱的电阻调到1 000 Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3 V。保持电路的其他部分不变，只调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为1 V时，电阻箱示数为7 680 Ω，电压表的内阻为 ______ Ω。 滑动变阻器阻值远小于电压表内阻，调节电阻箱时，电压表和电阻箱两端的总电压几乎不变，设为U，则3 V＋ ×1 000 Ω＝U，调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为1 V时，电阻箱示数为7 680 Ω，则1 V＋ ×7 680 Ω＝U，联立以上各式解得RV＝2 340 Ω。 2 340 2 3 4 5 1 4．(10分)电流表A1的量程为0～200 μA、内电阻约为500 Ω，现要测其内阻，除开关、导线若干之外还有器材如下： 电流表A2：与A1规格相同； 滑动变阻器R1：阻值0～20 Ω； 电阻箱R2：阻值0～9 999 Ω； 保护电阻R3：阻值约为3 kΩ； 电源：1.5 V。 (1)如图所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，设计了 部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中， 使实验可以完成。 2 3 4 5 1 滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻，因此必须采用分压式接法，电路图如图所示。 2 3 4 5 1 (2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤。 a．先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置，再把电阻箱R2的阻值调到_______(选填“最大”或“最小”)。 b．闭合开关S1、S，调节滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A2的示数I。 c．断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调节R2，使电流表A2的示数__________________，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1的内电阻r＝_____。 最大 再次为I(或仍为I) R0 2 3 4 5 1 a.实验前R2应该调节到最大，以保证电表安全；c.替代法最简单的操作是让A2示数不变，则可直接从R2的读数得到电流表A1的内电阻，即 r＝R0。 2 3 4 5 1 5．(10分)(2025·广东汕头市期末监测)USB数据线所用的导线是否合格至关重要。某实验小组从数据线内剥离出长1.5 m的金属丝(估测其电阻Rx约为0.4 Ω)，测量此金属丝的电阻。实验室提供的器材有： A．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻为RA1＝1 Ω) B．电流表A2(量程为0～1 A，内阻RA2约为0.5 Ω) C．电压表V(量程为0～15 V，内阻为RV＝10 kΩ) D．定值电阻R1(阻值为1 Ω) E．滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω) F．电源E(电压为1.5 V) G．开关S一个，导线若干 2 3 4 5 1 (1)该实验小组设计的部分实验电路如图甲所示，请选择合适的器材，电表1为____，电表2为____。(均填写器材前的字母序号) 由于电压表量程比电源电动势大得多，故本实验电压表不适用，故可以将已知内阻的电流表A1作为电压表使用，与定值电阻和待测金属丝并联，即电表2选择A；最后用量程稍大一些的电流表A2测两支路的总电流，即电表1选择B。 B A 2 3 4 5 1 (2)若要求测量流过金属丝的电流从零开始调节，请你设计、完善实验电路，并画在虚线框中。 若要求测量流过金属丝的电流从零开始调节，则滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示。 2 3 4 5 1 (3)经过多次测量，得到如图乙所示的图像(其中I1为电表1的读数，I2为电 表2的读数)，由此可知I2与I1－I2的关系式为___________________(用题中物理量的符号表示)，金属丝的电阻值为____________________ Ω(结果保留2位有效数字)。 I2＝ ·(I1－I2) 0.28(0.22～0.33均可) 2 3 4 5 1 根据电路图的串、并联关系可得I2RA1＝(I1－I2)(R1＋Rx) 2 3 4 5 1 (4)本实验所采用测量电阻的实验方法______(选填“会”或“不会”)产生系统误差；采用图像法求金属丝电阻，可以减小______(选填“系统”或“偶然”)误差。 不会 偶然 2 3 4 5 1 由于本实验电流表A1的内阻已知，用I2RA1表示定值电阻和待测金属丝的总电压，用I1－I2表示定值电阻和待测金属丝的电流，均没有误差，故本实验所采用测量电阻的实验方法不会产生系统误差；采用图像法求金属丝电阻，可以去除掉偏差比较大的数据，可以减小偶然误差。 返回 2 3 4 5 1 谢 谢 观 看 ！ 第二章　 　电路及其应用 2 3 4 5 1 $