第八章 微专题12　测量电阻的其他方法 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“测量电阻的其他方法”专题，覆盖双电表差值法、等效替代法、半偏法、电桥法四大高考核心考点，依据高考评价体系分析实验题中“电路设计”“误差分析”等高频考查维度，通过典例归纳“电表内阻测量”“热敏电阻特性研究”等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“原理拆解+真题典例+素养落地”，如以半偏法测电流表内阻（典例4）为载体，详解实验步骤与误差分析，培养科学思维和科学探究素养。特设“公式推导模板”和“易错点警示”，帮助学生掌握实验设计技巧，教师可据此构建高效复习课堂，助力高考冲刺。

微专题12 测量电阻的其他方法 考点一 双电表差值法 命题视角　理解双电表差值法原理,巧解实验测量电阻问题 1.电流表差值法(如图所示) (1)基本原理:通过定值电阻R0的电流I0=I2-I1,电流表A1两端的电压U1= (I2-I1)R0。 2.电压表差值法(如图所示) 【典例1】 (电流表差值法·中等)某小组通过实验探究某热敏电阻的阻值Rx与温度的关系。实验室可提供的器材:热敏电阻Rx、学生电源(通过调节可输出0~12 V的电压)、温控箱(能显示温度并可调节温度)、电流表A1(量程为0.6 A,内阻r1约为1 Ω)、电流表A2(量程为0.6 A,内阻r2=5 Ω)、电压表V(量程为3 V,内阻r3约500 Ω)、滑动变阻器R0(最大阻值为50 Ω)、导线和开关若干。 (1)为了更准确地描述出热敏电阻Rx随温度变化的关系,在图甲所示的电路图中,1应选　　　 　;2应选　 　　　(选填“电流表A1”“电流表A2”或 “电压表V”)。  电流表A1 电流表A2 解析:(1)电源电压为12 V,电压表量程为3 V,所以电压表不可选用,电流表A2的内阻已知,可以当成电压表使用,电流表A1内阻未知,可以用来测干路电流,所以1应选电流表A1,2应选电流表A2。 (2)闭合开关S,调节滑动变阻器。记下1电表的示数为x1,2电表的示数为x2= 　　　A(如图乙所示),则Rx=　　　　(用题中所给相关物理量的字母表示)。 0.50 (3)实验中改变温控箱的温度,分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值,得到了如图丙所示的Rx-t图像。根据所给的Rx-t图像可以看出,该热敏电阻的阻值与温度的关系式是Rx=　　　　　　。  【典例2】 (电压表差值法·中等)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表的内阻RV(约为1 kΩ~3 kΩ),可选用的器材有: 多用电表; 电源E(电动势约5 V); 电压表V1(量程5 V,内阻约3 kΩ); 定值电阻R0(阻值为800 Ω); 滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω); 滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ); 开关S,导线若干。 完成下列填空: (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,先将红、黑表笔短接调零后,选用图中　　　　(选填“A”或“B”)方式连接进行测量。  A 解析:(1)由多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知,测量电阻时电源在多用电表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极”“正极”相连。故选A。 (2)该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15,电阻挡的选择开关拨至倍率　　　　(选填“×10”“×100”或“×1k”)挡,多用电表和电压表的指针分别如图甲、乙所示,多用电表的读数为　　　Ω,电压表的读数为　　　V。计算出多用电表中电池的电动势为　　　　V(结果保留三位有效数字)。 ×100 1 600 1.40 2.71 (3)为了提高测量精度,他们设计了如图丙所示的电路,其中滑动变阻器应选 　　　　(选填“R1”或“R2”)。  R1 解析:(3)由题图丙所示的电路知,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器,即R1。 (4)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表V1和待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电压表内阻RV=　　　　(用U1、U和R0表示)。  考点二 等效替代法 命题视角　掌握等效替代法原理,巧解实验等效测量电阻问题 如图所示,先让S掷向1,调节R2,使电表指针指在适当位置读出电表示数;然后将S掷向2,保持R2阻值不变,调节电阻箱R1的阻值,使电表的读数仍为原来记录的读数,则R1的读数等于待测电阻的阻值。 【典例3】 (中等)(2025·浙江1月选考)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化的规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(4.5 V,0.5 Ω),电压表(3 V,50 kΩ),滑动变阻器R(A:“0~10 Ω”或B:“0~100 Ω”),电阻箱R1(0~99 999.9 Ω),开关、导线若干。 (1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器选　　　　(选填“A”或“B”)。  A 解析:(1)要使c、d两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器应该选择阻值较小的A。 (2)正确连线,实验操作如下: ①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关S1; ②开关S2切换到a,调节滑片P使电压表示数为U0=2.50 V;再将开关S2切换到b,电阻箱调至R1=200.0 Ω,记录电压表示数U1=1.40 V、调温箱温度t1=20 ℃,则温度t1下Rt=　　　　 Ω(结果保留三位有效数字);  ③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下Rt的阻值。 157 (3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻Rt的简要方案。   　 。  考点三 半偏法 命题视角　掌握半偏法原理,巧解电表内阻测量问题 1.半偏法测电流表内阻 (1)实验电路图,如图所示。 (2)实验步骤。 ①按如图所示的电路图连接实验电路; ②断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其量程Im; (3)实验条件:R1≫RA。 (4)测量结果:RA测=R2<RA。 (5)误差分析:当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。 2.半偏法测电压表内阻 (1)实验电路图,如图所示。 (2)实验步骤。 ①按如图所示的电路图连接实验电路; ②将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1,使电压表读数等于其量程Um; (3)实验条件:R1≪RV。 (4)测量结果:RV测=R2>RV。 【典例4】 (半偏法测电流表内阻·中等)实验室有一个量程为I=3 A的电流表出现故障,修复该电流表的实验过程如下。 (1)取出电流表中的表头G,检查确认表头正常。用标准电表测出表头G的满偏电流Ig=3 mA。 (2)测量表头内阻如图甲所示。将滑动变阻器滑片移到a端,先闭合开关S1,调节滑动变阻器,直至表头G指针满偏。再闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时电阻箱示数如图乙所示。则表头G的内阻为Rg=　　　　Ω。  10 解析:(2)由题可知,电流表的内阻等于电阻箱接入电路中的阻值,即有Rg=(0×1+1×10+0×100+0×1 000) Ω=10 Ω。 (3)图丙所示为该电流表内部电路,经检查确定只有R2损坏。需要依据图中R1、R3及上述相关数据计算R2的阻值,则R2=　　 　　(应用上述相关物理量字母表示)。  (4)测量知R1=15 Ω,R3=0.10 Ω,则R2=　　　　Ω。(结果保留两位有效数字)  0.025 解析:(4)将数据代入上式,解得R2=0.025 Ω。 (5)选取相应的电阻替换R2,重新安装好电表。由于步骤(2)测电阻存在一定的误差,则该修复后的电表测量出的电流值比实际值　　　　(选填“偏大” “偏小”或“准确”)。  偏小 【典例5】 (半偏法测电压表内阻·中等)小张同学选用如图所示的实验器材测量某电压表的内阻。实物电路连接还未完成,他预想的实验步骤如下: a.正确连接好测量电路,将滑动变阻器的滑片移动到最左端,电阻箱的阻值调到零; b.合上开关S,调节滑动变阻器R1的滑片位置,使得电压表的指针指到满刻度; c.调节滑动变阻器R1的滑片位置和电阻箱R的阻值,使得电压表的指针指到满刻度的一半; d.读出电阻箱接入电路中的电阻值R,即为电压表内电阻RV的测量值。 选择的实验器材是: A.待测电压表:量程为3.0 V,标称阻值为2 000 Ω; B.滑动变阻器:最大阻值为500 Ω,额定电流为0.3 A; C.电阻箱:最大阻值为9 999 Ω; D.电池组:电动势约为4 V,内阻约为1 Ω; E.导线和开关等。 (1)推测小张同学测量电压表内电阻的原理,补画好实物电路连接; 答案及解析:(1)可推测出测量内阻的原理为电压半偏法,电路图如图甲,实物连接如图乙。 (2)在上述实验步骤中,有错误的步骤是　　 ,改正为 　　　　 　　　;  c 保持滑动变阻器R1的 解析:(2)上述实验步骤中,有错误的步骤是c,改正为:保持滑动变阻器R1的滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值。 滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值 (3)小张同学发现电压表内电阻的测量值与标称阻值误差较大,与同学讨论后找到了减小误差的正确方法,重新正确操作实验: ①选择阻值　　　　(选填“更大”或“更小”)的滑动变阻器;  更小 解析:(3)①由于电阻箱的接入,将使得分压式电路两端的电压升高,故此电压表内电阻的测量值将偏大。欲减小误差,应满足滑动变阻器的电阻R1≪RV,电阻箱接入后并联部分电阻变化小、电压升高少,故应选择阻值“更小”的滑动变阻器; ②重做步骤a时,欲将电阻箱的阻值调到零,但“×10”调节旋钮被卡住(内部电路连接正常),此时读数为R2;重做步骤c,使得电压表的指针指到满刻度的四分之三,此时电阻箱的读数为R3,可计算出电压表内电阻RV的测量值为 　　　　 。  3R3-4R2 (4)由于电压表内电阻RV的测量存在系统误差,将该电压表改装成0~15 V的电压表去测量电压,测量值会　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。  偏小 考点四 电桥法 命题视角　掌握电桥法原理,巧解实验电阻测量问题 1.操作:如图甲所示,实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流计G的示数为0。 2.原理:当IG=0时,有UAB=0,则UR1=UR3,UR2=URx;电路可以等效为如图乙所示。 【典例6】 (中等)(2025·金华三模)小明同学测量某热敏电阻RT(其室温下电阻约为2 kΩ)的阻值随温度变化的关系,设计了如图1所示电路,所用器材有:电源E(1.5 V,0.5 Ω),R1、R2各为280 Ω的电阻,电阻箱R3(0~99 999.9 Ω),滑动变阻器R4(0~10 Ω),微安表(200 μA,内阻约500 Ω),开关S,导线若干。 (1)该同学使用多用电表电阻挡粗测该热敏电阻室温下的阻值,读数如图2所示,则多用电表欧姆挡选择的是　　　　(选填“×1 k”“×100”或“×10”)。  ×1 k 解析:(1)室温下热敏电阻约为2 kΩ,由题图2可知指针刻度为2,故多用电表电阻挡选择的是“×1 k”。 (2)按图1连接电路,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到　　　　(选填“a”或“b”)端;实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,然后仔细调节R3、R4恰好使微安表的读数为0,记录不同温度下相应的热敏电阻阻值。实验中得到的该热敏电阻阻值RT随温度T变化的曲线如图3所示。若某次测量中R3=600 Ω,则此时热敏电阻的阻值为　　　　Ω。  a 600 (3)图4为用此热敏电阻RT和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为300 Ω。当线圈中的电流大于或等于5 mA时,继电器的衔铁被吸合。图中为继电器线圈供电的电源电动势Es=8 V,内阻可以不计。应该把恒温箱内加热器接　　　　(选填“AB”或“CD”)端。如果要使恒温箱内的温度保持60 ℃,滑动变阻器R5接入电路的电阻值为　　　　Ω。  AB 700 感谢观看 (2)可测物理量 ①若R0为已知量,可求得电流表A1的内阻r1=。 ②若r1为已知量,可求得R0=。 (1)基本原理:定值电阻R0两端的电压U0=U2-U1,流过电压表V1的电流I1=。 (2)可测物理量 ①若R0为已知量,可求得电压表V1的内阻r1=R0。 ②若r1为已知量,可求得R0=r1。 解析:(2)2电表的量程为0.6 A,分度值为0.02 A,其读数为0.50 A;根据欧姆定律可得Rx=。 7.5+t(Ω) 解析:(3)图像的斜率为k= Ω/℃= Ω/℃,该热敏电阻的阻值与温度的关系式为Rx=7.5+t(Ω)。 解析:(2)RV约为1 kΩ~3 kΩ,则电阻挡的选择开关拨至倍率×100;测得的该电压表内阻为RV=16.0×100 Ω=1.6 kΩ,测量量程为3 V的电压表,则电压表的读数为 1.40 V;欧姆表的中值电阻R中=RΩ=15×100 Ω=1.5 kΩ,多用电表电池的电动势为E=U+×RΩ=1.40 V+×1.5 V=2.71 V。 解析:(4)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同,为I=,根据欧姆定律得待测电压表的阻值为RV==。 解析:(2)由电路可知Rt=,代入数据解得Rt=157 Ω。 答案及解析:(3)题中滑片P位置保持不变,开关S2先接a,R1调到零,记录电压表示数U;开关S2再接到b,调节R1,使电压表示数为,记录R1的值,根据Rt=R1,可得热敏电阻Rt的阻值。 ③保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于Im,然后读出R2的值,则RA=R2。 ③保持R1阻值不变,调节R2,使电压表读数等于Um,然后读出R2的值,则RV=R2。 (5)误差分析:当R2的阻值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于Um,则R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。 (Rg+R1+R3) 解析:(3)根据串并联电路特点及欧姆定律可得Ig(R1+R3+Rg)=(I-Ig)R2,解得R2=。 解析:(5)由于步骤(2)测电阻时,实际干路电流大于Ig,则通过电阻箱的电流大于Ig,则电阻箱电阻小于表头G的内阻,即所测表头G的内阻偏小,则修复后的电表实际量程大于3 A,则电表测量出的电流值比实际值偏小。 解析:②依据并联部分电压不变,有U+R2=U+R3,解得RV=3R3-4R2。 解析: (4)由于电压表内电阻的测量值将偏大,改装成0~15 V的电压表所串联的电阻R串=RV偏大,测量电压时表头电流偏小,故测量值偏小。 根据欧姆定律有=,=,由以上两式解得R1Rx=R2R3或=,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。 解析:(2)为了保护电路,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到a端;微安表的读数为0时,设R1、R3支路电流分别为I1、I2,则有I1R2=I2RT、I1R1=I2R3,整理得=,代入题中数据,解得RT=600 Ω。 解析:(3)随着恒温箱内温度降低,热敏电阻的阻值变大,则线圈中的电流变小,当线圈的电流小于5 mA时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这样就可以使恒温箱内保持在某一温度,所以应该把恒温箱内的加热器接在AB端;要使恒温箱内的温度保持60 ℃ ,即60 ℃时线圈内的电流为 5 mA。由题图3可知,60 ℃时热敏电阻的阻值为600 Ω,由闭合电路欧姆定律I=5×10-3A==,解得R5=700 Ω。 $