2.课时跟踪检测卷 第十二章 电能 能量守恒定律 03 二十一 路端电压与负载的关系 电阻表的原理（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

本讲义聚焦路端电压与负载的关系及电阻表原理核心知识点，系统梳理闭合电路欧姆定律（U=E-Ir）的应用，从U-I图像分析电动势与内阻，到电阻表构造（欧姆调零、中值电阻）及多用电表测量实践，搭建完整知识支架。 资料通过分层设计（基础全面练、综合应用练、拓展创新练），结合图像分析题（如U-I图像判断电源参数）和实验情境题（如多用电表测内阻），培养科学思维（模型建构、科学推理）与科学探究能力。解析含思维升华（红黑表笔判断技巧），课中辅助教学，课后助力学生查漏补缺。

二十一　路端电压与负载的关系　电阻表的原理 (40分钟　70分) (选择题1~5题,7、8题,每小题6分,共42分) 【基础全面练】 1.如图所示,图线1和图线2分别代表两个不同电源的U-I图像,下列判断正确的 (　　) A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2 B.电动势E1=E2,内阻r1>r2 C.电动势E1>E2,内阻r1<r2 D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源1的路端电压变化大 【解析】选A。根据闭合电路欧姆定律,有E=U+Ir,可得U=E-rI,故U-I图像中图线的纵轴截距表示电动势,横轴截距表示短路电流,斜率的绝对值表示内电阻,故E1=E2,发生短路时的电流I1>I2,内阻r1<r2,A正确、B、C错误;当两电源的工作电流变化量相同时,电源的路端电压变化ΔU=ΔIr,故电源2的路端电压变化大,D错误。 2.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r均为定值,当外电路电阻R发生变化时,电路中电流I、路端电压U、内电压U'都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是 (　　) 【解析】选A、B。由闭合电路欧姆定律有I=可知,I随R的增大单调递减,但不是线性变化,A正确;U=E-Ir=E-r=E=E,结合数学知识可知B正确、D错误;U'=Ir=E,所以U'与R为非线性关系,C错误。 3.在图甲所示电路中,任意移动滑动变阻器滑片,画出电压表读数U和电流表读数I的关系,坐标系原点为(0,0),数据点均在图乙所示一小段直线上,其原因可能是 (　　) A.R1阻值过大 B.电源内阻过小 C.电源电动势过小 D.R2的最大阻值过大 【解析】选A。根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,I=,解得U=E·,若R1阻值过大,则移动滑动变阻器时电流变化较小,则可能出现数据集中在一小段直线上的情况,A正确;若电源内阻过小,根据闭合电路欧姆定律,由于I=,移动滑动变阻器时,电流发生变化范围大,图像不可能集中在一小段图像上,B错误;若电源电动势过小,根据闭合电路欧姆定律,移动滑动变阻器时,电流发生变化,电压表示数为U=E·,电源电动势过小,图像纵坐标会靠近原点,C错误;R2的最大阻值过大,根据闭合电路欧姆定律,移动滑动变阻器时,电流变化范围大,不可能集中在一小段直线上,D错误。 4.(2025·长沙高二检测)如图1所示为用多用电表测电压表内阻的电路图(图中为连接之前),此时多用电表选择电阻挡×1 k挡位,中间刻度值为15,连接后多用电表与电压表的读数如图2、3所示,以下说法正确的是 (　　) A.多用电表的黑表笔应与1相连,红表笔与2相连 B.多用电表电阻挡的×1 k挡位的内阻为14 kΩ C.电压表的内阻约为14 kΩ D.多用电表中电源的电动势约为3.6 V 【解析】选C。 选项 选项剖析 对错 A 多用电表电流方向为“红进黑出”,电压表电流方向为“+进-出”,所以红表笔应接电压表的“-”接线柱,黑表笔应接电压表的“+”接线柱。 × B 多用电表电阻挡的中值电阻等于内阻,故多用电表电阻挡×1 k挡位的内阻为r=15×1 kΩ=15 kΩ × C 多用电表电阻挡读数即为电压表内阻,即R=14×1 kΩ=14 kΩ √ D 电动势为E=U+r=3.6 V+×15×103 V≈7.5 V × 5.(多选)(2025·遂宁高二检测)电阻表某挡位的内部结构如图,已知表头的满偏电流为15 mA、内阻为9 Ω,干电池电动势为3 V、内阻为1 Ω。则 (　　) A.a表笔为红表笔 B.进行欧姆调零时,R0接入电路的阻值为190 Ω C.进行欧姆调零时,R0接入电路的阻值为400 Ω D.正确欧姆调零后测量电阻值为190 Ω的电阻,指针指在满刻度的处 【解析】选A、B。根据电流从红表笔进黑表笔出,结合题图可知a表笔为红表笔,A正确;欧姆调零时,电流表满偏,根据闭合电路欧姆定律可得Ig=,可得R0=-Rg-r,代入数据可得R0 = 190 Ω,B正确、C错误;正确欧姆调零后测量电阻值为190 Ω的电阻时,电流I=≈ 7.7 mA >=7.5 mA,可知指针指在满刻度的右侧附近,D错误。 【思维升华】红黑表笔的判断技巧: (1)如图,红表笔接“+”插孔,黑表笔接“-”插孔,即红“+”黑“-”。 (2)电流方向为“红进黑出”。 (3)黑表笔与电阻表内部电源正极相连,红表笔与负极相连。 6.(10分)(2025·泰州高二检测)某同学用内阻Rg=20 Ω、满偏电流Ig=5 mA的毫安表及相关元件制作了一个简易电阻表,电阻刻度值尚未标定,电路如图甲所示。该同学将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为400 Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图乙所示。试求: (1)该电源电动势;(5分) 答案:(1)3 V 【解析】(1)设该电源电动势为E,内阻为r,将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏时,根据闭合电路欧姆定律有E=Ig(Rg+R+r),将阻值为R0=400 Ω的电阻接在两表笔之间时,根据闭合电路欧姆定律有E=Ig(Rg+R+r+R0),联立解得R+r=580 Ω,E=3 V。 (2)刻度2.5 mA处标注的电阻为多少。(5分) 答案:(2)600 Ω 【解析】(2)当毫安表指针在I1=2.5 mA处时,根据闭合电路欧姆定律有E=I1(Rg+R+r+R1),解得R1=600 Ω,即刻度2.5 mA处标注600 Ω。 【综合应用练】 7.(多选)(2025·北京海淀高二检测)某同学把电流表、电池和一个定值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,做成了一个测量电阻的装置,如图所示。两支表笔直接接触时,电流表的读数为 5.00 mA;两支表笔与300 Ω的电阻相连时,电流表的读数为2.00 mA。下列选项正确的是 (　　) A.若将电流表表盘刻度改为相应的电阻值,刻度是不均匀的 B.用这个装置可以粗测电路中正常发光的小灯泡的阻值 C.由题中数据可以求得这个装置的内阻为300 Ω D.用这个装置测量600 Ω的电阻时,电流表的示数为1.25 mA 【解析】选A、D。根据闭合电路欧姆定律,电流I与电阻Rx的关系为I=,其中E是电池的电动势,R内是装置的内阻(包括电流表、电池和定值电阻的电阻)。从这个公式可以看出,电流I与电阻Rx之间并不是线性关系,因此如果将电流表的刻度改为相应的电阻值,刻度是不均匀的,A正确;由于小灯泡的电阻会随温度的升高而增大,因此用这个装置测量时,得到的电阻值可能会因为灯泡发热而发生变化,导致测量不准确,B错误;当两支表笔直接接触时,相当于电阻为0,此时电流表的读数为5.00 mA。根据闭合电路欧姆定律E=I1R内,两支表笔与300 Ω的电阻相连时,电流表的读数为2.00 mA,则有E=I2(R内+Rx),以上方程代入数值得E=1 V,R内=200 Ω, C错误;根据闭合电路欧姆定律和R'x=600 Ω,可以计算出电流I== A=1.25 mA,D正确。 8.(多选)(2025·清远高二检测)如图所示的电路,电源内阻不能忽略,电阻R1=8 Ω,R2=10 Ω,当开关S接a端时,电压表读数为4.0 V,当开关S接到b端时,电压表读数可能为 (　　) A.4.8 V　　B.5.4 V　　C.4.1 V　　D.5.0 V 【解析】选A、C。设电源电动势为E,内阻为r,根据闭合电路欧姆定律,当S接a端时,电压表读数为U1=,当S接b端时,电压表读数为U2=,则===1->1-=,则有<<1,又U1=4.0 V,可得4.0 V<U2<5.0 V,故选A、C。 9.(10分)(2025·锦州高二检测)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=200 Ω,R2阻值未知,R3为滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求: (1)定值电阻R2的阻值;(3分) 答案:(1)5 Ω　 【解析】(1)当P滑到R3的右端时,此时外电路中只有电阻R2,电路参数对应图乙中的B点,则 R2== Ω=5 Ω。 (2)滑动变阻器的最大阻值;(3分) 答案:(2)120 Ω　 【解析】(2)当P滑到R3的左端时,滑动变阻器全部接入电路,电路参数对应乙图中的A点,由图乙所示图像可知+R2=,解得R3=120 Ω。 (3)电源的电动势和内阻。(4分) 答案:(3)20 V　20 Ω 【解析】(3)题中图乙中AB延长线交U轴于20 V处、交I轴于1.0 A处,所以电源的电动势为E=20 V,内阻r= Ω=20 Ω。 【拓展创新练】 10.(8分)某型号多用电表电阻挡的电路原理图如图甲所示。微安表G是电阻表表头,其满偏电流Ig=500 μA,内阻Rg=950 Ω。电源电动势E=1.5 V,内阻r=1 Ω。电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0~9999.9 Ω。 (1)某同学将图甲中的a、b端短接,为使微安表G满偏,则应调节R1=　2 049　Ω(2分);  【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知R1=-Rg-r= Ω-950 Ω-1 Ω=2 049 Ω; (2)如图乙所示,该同学将微安表G与电阻箱R2并联,利用该电路图组装一个“×100”倍率的电阻表,要求电阻表的表盘刻度示意图如图丙所示,其中央刻度标“15”,则该同学应调节R2=　950　Ω;用此电阻表测量一个阻值约2 000 Ω的电阻,测量前应调节R3=　1 024　Ω(4分)。  【解析】(2)组装一个“×100”倍率的电阻表,其中央刻度标“15”,则电阻表内阻为1 500 Ω,电流表的满偏电流I'== A=0.001 A=1 000 μA=2Ig, 由并联电路特点可知R2=Rg=950 Ω 欧姆调零时R3=-R并-r=(--1) Ω=1 024 Ω (3)在上述(2)的条件下,电阻表的刻度值是按电源电动势为1.5 V时标注的,若表内电池用旧,电源电动势下降到1.2 V时,测得某电阻是2 000 Ω,这个电阻的真实值是　1 600　Ω(2分)。  【解析】(3)当电源电动势为1.5 V时,电阻表内阻为R内==1 500 Ω 当电池电动势降为1.2 V时,电阻表内阻为R内'==1 200 Ω 由闭合电路欧姆定律有I=,故=, 得R测=1 600 Ω。 - 8 - 学科网（北京）股份有限公司 $