第十一章 专题提升七　电阻的测量 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦电阻测量专题，系统涵盖伏伏法、安安法、替代法、半偏法及电桥法五种测量方法，从基础伏安法切入，衔接电流表内外接、滑动变阻器接法，通过条件、技巧、原理构建学习支架，帮助学生拓展测量思路。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学探究为核心，每种方法结合电路模型分析、公式推导及例题应用，如伏伏法用已知内阻电压表替代电流表，替代法通过电流等效替代电阻。培养学生实验设计与推理能力，学生能掌握多种测量策略，教师可直接用于专题教学提升效率。

专题提升七　电阻的测量 第十一章　电路及其应用 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。 2.学会用伏伏法、安安法、替代法、半偏法及电桥法测电阻。 学习目标 目录 目 录 CONTENTS 提升 01 实验能力自测 02 目录 3 提升 1 提升2　安安法测电阻 提升1　伏伏法测电阻 提升3　替代法测电阻 提升4　半偏法测电阻 提升5　电桥法测电阻 目录 4 提升1　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。 目录 提升 (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:以图甲为例,电压表V1、V2的读 数分别为U1、U2,根据串、并联电路知识 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,可以求出R0=r1。 目录 提升 例1 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。 目录 提升 (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。 答案　见解析图　     解析　电路的最大电流约为I= A=0.01 A,电流表的量程过大,可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表,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,滑动变阻器需采用分压式接法,电路如图所示。 目录 提升 (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____________。  答案　 　见解析 解析　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。 目录 提升 提升2　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。 目录 提升 (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,根据电路串并联规律有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx,如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值,即Rx=;如果R0、Rx已知,可以求出电流表A1的内阻,即r1=Rx-R0。 目录 提升 例2 学校物理兴趣小组设计如图甲所示电路来测量一电阻Rx的阻值。其中R0是定值电阻,R是电阻箱。 (1)完善下列实验步骤: ①按照电路图用导线把实验器材连接起来; ②为安全起见,闭合开关前,电阻箱R的阻值 应调至____________(选填“最大值”或“最小 值”);  ③闭合开关,调节电阻箱,当阻值为R时记录电流表A1、A2的示数I1、I2; 目录 提升 ④多次改变电阻箱阻值,并记录相应的电流表的示数; ⑤把记录的数据填在表格中,计算出的值; ⑥以为纵轴,电阻箱阻值R为横轴,描点作图, 得到如图乙所示图像; ⑦根据图像计算待测电阻的阻值。 答案　最大值　 解析　为保护电路,闭合开关前,电阻箱R的阻值应调至最大值。 目录 提升 (2)用RA1、RA2表示电流表的内阻,待测电阻Rx的表达式为_________________(用题目中所给或所测物理量表示)。  答案　 Rx=　 解析　待测电阻Rx的表达式为Rx=。 目录 提升 (3)根据如图乙所示的-R图像,求得Rx=____________ Ω。  答案　 4.80　 解析　由(2)得=+R,斜率为=,得Rx=4.80 Ω。 目录 提升 (4)考虑到电流表的内阻,由图乙求得的电阻值____________(选填“偏大”“偏小”或“没有系统误差”)。  答案　没有系统误差 解析　图线斜率与电流表内阻无关,求得的电阻值没有系统误差。 目录 提升 提升3　替代法测电阻 如图所示,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。 目录 提升 例3 某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。 目录 提升 答案　见解析图　 解析　按电路图完成实物的连接如图所示。 (1)请用笔画线代替导线,按电路图甲完成实物图乙的连接。 目录 提升 (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。  答案　上　 解析　为了保护电路,闭合开关S1前,应保证滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑动变阻器的滑片应在最上端。 目录 提升 (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。  答案　毫安表的示数为I 解析　保持滑动变阻器的滑片不动,将S2接b,调节电阻箱,使毫安表的示数为I,记录此时电阻箱的阻值R0。 目录 提升 (4)未知电阻的阻值Rx=____________,测量值____________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。  答案　 R0　等于 解析　开关S2接a、b时分别是Rx和R2接入电路,其他部分电路不变,两次毫安表的示数相同,则Rx=R0;此时测量值等于真实值。 目录 提升 提升4　半偏法测电阻   半偏法测量电流表内阻 半偏法测量电压表内阻 目录 提升   半偏法测量电流表内阻 半偏法测量电压表内阻 (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,示数为I0。 (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,示数为。 (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之前,电阻箱R的阻值调到零,滑动变阻器R'的滑片P滑到左端。 (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。 目录 提升 例4 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.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 目录 提升 (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。  答案　D　 解析　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,即应选D。 目录 提升 (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。  答案　100　 解析　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。 目录 提升 (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。  答案　9 900 解析 由电压表改装原理有Ig(Rg+R)=U,代入数据解得 R=9 900 Ω。 目录 提升 提升5　电桥法测电阻 如图所示,在a、b间接一灵敏电流计,当其读数为零,即Uab=0时,相当于ab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。 目录 提升 例5 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30 Ω C.定值电阻R2:阻值20 Ω D.灵敏电流计G:量程3 mA,0刻度在表盘中央,内阻约50 Ω E.电阻箱R3:最大阻值999.99 Ω F.直流电源E:电动势1.5 V,内阻很小 G.滑动变阻器R2(20 Ω,0.2 A) H.单刀单掷开关S,导线等 目录 提升 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。 (1)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数适当。 (2)若灵敏电流计G中的电流由C流向D再调节电阻箱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”)。  答案　 (2)增大　0 解析　(2)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,电流计中电流为零。 目录 提升 (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=____________。  答案　 解析　(3)根据C、D两点电势相同,可得IR3=I'Rx,IR1=I'R2,联立解得Rx=。 目录 提升 实验能力自测 2 目录 C 1.(伏伏法测电阻)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,U为电源,采用如下步骤完成实验。回答下列问题: 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (1)按照图甲所示的电路图用笔画线代替导线将实物图补充完整。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (2)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于____________(选填“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)。  (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。  答案　(1)见解析图　(2)最右端　R0 (3)　20 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 解析　(1)实物图如图所示。 (2)闭合开关前,应使Rx与R0的串联电路两端电压为0, 故滑动变阻器的滑片应置于最右端位置。 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)由Rx=R0得U1=U2 则U1-U2图像的斜率k===1.2,又R0=4 Ω,则Rx=20 Ω。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 2.(安安法测电阻)某同学想要准确测量一阻值约为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 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (1)某同学用如图甲所示电路图测电阻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。  目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (2)如图乙所示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。 (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)。  目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 答案　(1)R1　5 000　(2)见解析图　(3)2.3 解析　(1)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;将电流表A1改装成量程为3 V的电压表,需串联的电阻箱阻值大小为R0=-r1= Ω-1 000 Ω=5 000 Ω。 (2)根据电路原理图将实物进行连线,如图所示。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (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I1-I2图像可得k==0.28 联立解得Rx≈2.3 kΩ。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 3.(替代法测电阻)为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路。图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池。完成下列实验步骤中的填空: (1)将S拨向接点1,接通S1,调节____________,使标准电流表指针偏转到适当位置,记下此时____________的读数I。  (2)然后将S拨向接点2,调节____________,使______________________________,记下此时RN的读数。  目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (3)多次重复上述过程,计算RN读数的 ____________,即待测微安表头内阻的测量值。  答案　(1)R0　标准电流表(或A0)　(2)RN　标准 电流表(或A0)的读数仍为I　(3)平均值 解析　(1)(2)先使S与被测电流表连接,调节滑动变阻器R0并使电路中有适当的电流,记下此时标准电流表(A0)的读数I,然后使S与电阻箱连接,不改变滑动变阻器的阻值,调节电阻箱使标准电流表(或A0)的读数仍为I,则电阻箱的阻值就等于被测表头的内阻。 (3)多次重复操作,计算RN的平均值,即为待测微安表头内阻的测量值。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 4.(半偏法测电阻)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下: 待测电压表V(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关两个,导线若干。 (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表 内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (2)根据设计的电路,写出实验步骤:________________。  (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内 阻的真实值RV相比,RV'____________RV(选填“>”“=”或 “<”),主要理由是______________________。  答案　见解析 解析　(1)因滑动变阻器阻值较小,所以选择滑动变阻器的分压接法。实验电路图如图所示。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏;读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻。 (3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV'>RV。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 5.(电桥法测电阻)利用如图甲所示的电路测量一未知电阻Rx(大约2 kΩ)的阻值。其中R3为电阻箱(最大阻值为9 999.9 Ω),G是灵敏电流计,R1(最大阻值为20 Ω)、R2(最大阻值为2 kΩ)为两个滑动变阻器,电源E(电压约为1.5 V)。 (1)图乙是根据电路图作出的实物连线图,其中缺少几条导线,请把缺少的导线正确连接在图乙中。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (2)将电阻箱的阻值调整到2 000.0 Ω,将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片B的位置,使得灵敏电流计的示数为零,这种情况下A与B所在位置的电势____________(选填“相等”或“不相等”)。  (3)将电阻箱R3和Rx位置对调,其他条件保持不变,再调整R3的阻值,当R3的阻值等于2 880.0 Ω时,灵敏电流计的示数也恰好为零。则被测电阻Rx=____________ Ω。  目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 答案　(1)见解析图　(2)相等　(3)2 400 解析　(1)根据电路图可得实物图连线如图所示。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 (2)灵敏电流计的示数为零,说明没有电流经过,故此时A与B所在位置的电势相等。 (3)设在(2)中,滑动变阻器R2与R3和Rx并联部分阻值分别为R2左和R2右,则由A、B所在位置的电势相等,得=,调换R3和Rx位置,当电流计示数为零时,A、B所在位置的电势相等,有=,联立解得Rx=2 400 Ω。 目录 实验能力自测 01 02 03 04 05 本节内容结束 THANKS $