专题：电阻的其他测量方法 课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

该高中物理课件聚焦电阻的等效替代法、伏伏法、安安法及半偏法测量，以电流表内外接、滑动变阻器限流式与分压式接法为基础支架，衔接新旧知识，帮助学生构建完整的电阻测量方法体系。 其亮点在于结合具体实验案例，如等效替代法中调节电阻箱使电流表示数不变，半偏法中分析滑动变阻器阻值对误差的影响，通过科学思维的模型建构与科学探究的实验设计，培养学生实验推理与误差分析能力，助力教师高效开展专题教学，提升学生物理实验综合素养。

电阻的其他测量方法 专题： 第 3 章 1.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(重难点)。 2.学会用等效替代法、伏伏法、安安法及半偏法测电阻(重难点)。 学习目标 内容索引 二、伏伏法测电阻 一、等效替代法测电阻 三、安安法测电阻 四、半偏法测电阻 < 一 > 等效替代法测电阻 如图所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电压恒定的电源上，读得电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值。 注意：等效替代法的实验原理简单，看似没有系统误差，但考虑到电阻箱不能连续调节，往往很难保证电流表的读数不变。 　电流表A1的量程为0~200 μA、内电阻约为500 Ω，现要测量其内阻，除若干开关，导线之外还有器材如下： 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：电压为1.5 V。 例1 (1)如图所示，某同学想用等效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。 答案　见解析图 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)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的滑动端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。 最大 实验前R2的阻值应调节到最大，以保证电表安全； 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内电阻r=　　。  再次为I(或仍为I) R0 等效替代法最简单的操作是让A2示数不变，仍为I，则可直接从R2的读数得到电流表A1的内电阻。 返回 < 二 > 伏伏法测电阻 伏伏法又称电压表差值法，是利用两个电压表的组合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，常用已知内阻值的电压表代替电流表使用。 (3)原理：以图甲为例，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，根据电路知识有U2=U1+R0，则如果R0已知，可求出电压表的内阻r1=R0；如果r1已知，可求出R0=r1。 　实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18 Ω的未知电阻Rx的阻值。电路中R0为定值电阻，阻值为4 Ω，V1、V2为理想电压表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题： 例2 (1)按照图甲所示的实验原理图用笔画线代替导线将实物图补充完整。 答案　见解析图 (2)实验开始之前，将滑动变阻器的滑片置于_______(填“最左端”“最右端”或“中间”)位置。闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，记下两电压表的示数分别为U1、U2，则待测电阻阻值的表达式为 Rx=　　　　(用U1、U2、R0表示)。  最右端 R0 闭合开关前，为保护电路，避免因电流过大而损坏元件，应将滑动变阻器的滑片置于最右端位置。 由串联电路电流相等与欧姆定律可得=，整理可得待测电阻Rx=R0 (3)为了减小偶然误差，多次改变滑动变阻器滑片的位置，测几组U1、U2的值，作出的U1-U2图像如图乙所示，图像 的斜率k=　 　 (用R0、Rx表示)，可得Rx=____ Ω。 20 由Rx=R0得U1=U2 则U1-U2图像的斜率k=，由题知R0=4 Ω，解得Rx=20 Ω。 返回 < 三 > 安安法测电阻 安安法又称电流表差值法，是利用两个电流表的组合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，常用已知内阻值的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，则以图甲为例，根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx，则如果r1、R0已知，可求出Rx的阻值；如果R0、Rx已知，可求出电流表A1的内阻r1=Rx-R0。 　手机快充线是否合格至关重要。很多手机都在用图(a)所示的USB Type-C接口。USB Type-C协会关于充电线有个规范：1 m长的3 A充电线电阻应小于0.25 Ω。实验室有一条1 m长的导线，某同学要通过实验判断该导线的电阻Rx是否符合协会规范。 例3 实验室提供的器材有： A.电流表A1(量程为0~50 mA，内阻r1=4 Ω) B.电流表A2(量程为0~500 mA，内阻r2约为0.5 Ω) C.定值电阻R1(阻值为4 Ω) D.定值电阻R2(阻值为40 Ω) E.滑动变阻器R(阻值范围为0~5 Ω) F.电源E(电压约为2 V) G.开关S一个，导线若干 该同学设计了如图(b)所示的测量电路。请回答下列问题： (1)定值电阻R0应选用　(选填“C”或“D”)。  C 因待测电阻阻值较小，故在测量电路中串联一个电阻以保护电路，根据电源电压和电流表的量程分析可知定值电阻R0应选用定值电阻R1(阻值为4 Ω)较为合适，故选用C。 (2)根据图(b)所示的电路图，请用笔画线代替导线将图(c)所示的实验电路补充连接完整。 答案　见解析图 根据图(b)所示的电路图，实验电路补充连接完整如图： (3)该同学利用电流表A2示数I2和电流表A1示数I1，作出I2-I1图像如图(d)所示。 (4)该同学所用导线的电阻为　　　 Ω(结果保留两位有效数字)，可以判定该导线　　　(选填“满足”或“不满足”)协会规范。  0.40 不满足 由欧姆定律可得，待测电阻的阻值为Rx== 由图像斜率可知==11 故该同学所用导线的电阻为Rx= Ω=0.40 Ω，该导线电阻大于0.25 Ω，可以判定不满足协会规范。 返回 < 四 > 半偏法测电阻 1.“半偏法”测电流表的内阻 测量原理：实验电路如图所示。 (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。 2.“半偏法”测电压表的内阻 测量原理：实验电路如图所示。 (1)闭合开关S之前，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，则有RV=R。 注意：R'应选总阻值较小的，有利于减小实验误差。 　(2024·福州市高二期中)某同学将一个量程为0~1 mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0~3 V的电压表，他先测量该电流表G的内阻Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有： 电源E(电压为4.5 V)； 滑动变阻器R1(最大阻值为5 000 Ω，允许通过的最大电流约为0.02 A)； 滑动变阻器R2(最大阻值为20 Ω，允许通过的最大电流约为1.0 A)； 电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω，允许通过的最大电流约为0.2 A)； 标准电压表V0(最大量程为3.0 V，内阻约为4 000 Ω)； 已知阻值的定值电阻若干(可以用R'表示)； 开关两个，导线若干。 例4 他的操作过程如下： (1)按如图a所示连接电路，其中滑动变阻器应选择　　(填仪器对应的符号)。测量电流表G的内阻Rg，其步骤为： ①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，保持开关S2断开，闭合开关S1，再调节滑动变阻器，使电流表G的指针指在满刻度Ig处； ②保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，再闭合开关S2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即I=Ig，此时电阻箱上示数如图b所示，则电流表G的内阻Rg=　 　Ω；   R1 105.0 按如图a所示连接电路，电流表满偏时，电路的总电阻为R总===4 500 Ω，可知滑动变阻器应选择R1；由图b电阻箱的读数为R=105.0 Ω，可知，由于滑动变阻器接入电路的阻值远大于电阻箱阻值和电流表G的内阻，因此保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，可认为电路的总电流保持不变，再闭合开关S2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即I=Ig，则有IRg=(Ig-I)R，可得Rg=R=105.0 Ω (2)他根据所测出的电流表G的内阻Rg的值，通过计算后，在电流表G上串联一个电阻R'，就将电流表G改装成量程0~3 V的电压表V，则这个定值电阻的阻值R'=　　　　 Ω；  2 895.0 电流表G上串联一个电阻R'，就将电流表G改装成量程0~3 V的电压表V，则有Um=Ig(Rg+R')，解得R'=-Rg=2 895.0 Ω。 (3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准(如图所示)，由于实验中电流表G的内阻Rg存在系统误差，所以在校准过程中，同学会发现改装的电压表的示数总是比标准表的示数　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  偏小 用半偏法测电流表内阻时，由于电阻箱与电流表并联，使得电路总电阻减小，从而总电流变大，设电流表内阻实际值为Rg'，则有Rg'=(I总-)R>(Ig-)R，可得Rg'>R=105.0 Ω，可得Rg的测量值偏小，根据R'=-Rg，可知改装电压表时，串联电阻R'的阻值偏大。校准时，改装电压表与标准电压表并联，两表电压相等，而改装电压表串联电阻R'的阻值偏大，且串联电阻阻值远大于电流表内阻，因此通过改装电压表的电流值偏小，故改装的电压表的示数总是比标准表的示数偏小。 返回 本课结束 第 3 章 $