3.3 测量金属丝的电阻率 课件 -2026-2027学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“测量金属丝的电阻率”，核心涵盖电阻定律推导、游标卡尺与螺旋测微器使用、伏安法测电阻及实验误差分析。课堂导入通过“如何测电阻、长度、直径”的思考问题，衔接电阻定律与测量工具，搭建从理论到实验的学习支架。 其亮点在于以科学思维和科学探究为核心，系统呈现实验教学：从游标卡尺分度原理、螺旋测微器螺距分析，到伏安法中分压/限流及内外接判断（如“试触法”“比值法”），培养学生模型建构与推理能力。丰富例题与数据处理示例，助力学生掌握实验技能，也为教师提供完整教学流程，提升教学效率。

第三章 恒定电流 粤教版 必修三 第三节 测量金属丝的电阻率 1 新课导入 思考3：如何测量一根金属丝的直径？ 电阻定律 思考1：如何测量导体电阻？ 思考2：如何测量导体长度？ R = ρ — l S 2 新课导入 提问一 ：在初中我们学习过长度的测量，用的是什么工具呢？ 提问二、毫米刻度尺的精度是多少？ 提问三、现实生活应用中，有没有更为精确的测量工具呢？ mm 思考3：如何测量一根金属丝的直径？ 游标卡尺、螺旋测微器 3 游标卡尺和螺旋测微器的使用 4 1、基本结构 内测量爪 外测量爪 紧固螺钉 主尺 深度尺 游标尺 尺身 测量厚度和外径 测量内径 测量深度 一、游标卡尺 5 测量外径 测量厚度 外测量爪 测量内径 内测量爪 测量深度 深度尺 6 ① 将量爪并拢，查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐，如果对齐就可以进行测量。 ② 测量时，右手拿住尺身，大拇指移动 游标，左手拿待测外径（或内径）的物体，使待测物位于 外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，拧紧紧固螺钉。 2、使用方法 用量爪卡紧物体时，用力不能太大； 卡尺测量不宜在工件上随意滑动，防止量爪面磨损。 使用后要擦干净，将两尺零线对齐，放入卡尺专用盒内，存放在干燥处。 一、游标卡尺 7 20分度游标卡尺 50分度游标卡尺 10分度游标卡尺 3、分类 一、游标卡尺 8 （1）主尺的最小分度是多少？ （2）游标尺刻度的总长是多少？最小分度是多少？ （3）游标尺与主尺上的最小分度相差多少？ 1mm 9mm 0.9mm 0.1mm —— 10分度游标卡尺 4、刻数原理 一、游标卡尺 观察10分度游标卡尺的主尺和游标尺，思考： 9 主尺 游标 0 1 0 10 cm 10mm 9mm 1mm 0.9mm 刻度：主尺上的最小分度是1毫米 游标上有10个等分度，总长为主尺上的9毫米，则游标上每一个分度为0.9毫米 主尺上一个刻度与游标上的一个刻度相差0.1 mm 0.1mm 0.2mm 0.3mm 每右移0.1mm，总有一刻度对齐 第N条刻度对齐，表示移动N个0.1mm 10分度游标卡尺精度： 0.1mm 10 10分度游标卡尺的读数规则 主尺读数 + 游标尺读数 看游标尺零位的左侧数值 先观察游标尺第几根刻度线（不计0刻度线）与主尺上的刻度线重合，再乘0.1mm 0 1 2 3 4 0 10 20mm 6×0.1mm + 测量值=主尺整毫米数+游标N线× 0.1mm cm 每右移0.1mm，总有一刻度对齐 第N条刻度对齐，表示移动N个0.1mm 11 主尺读数：23mm 游标尺读数： 7×0.1 mm =0.7mm 读数： 23mm+0.7mm= 23.7mm 读数=主尺读数+游标尺读数 读数方法： 游标尺读数=n×0.1mm 10分度游标卡尺的读数练习 主尺读数：13 mm 游标尺读数：7×0.1 mm=0.7 mm 读数：13mm+0.7mm=13.7 mm 12 观察20分度游标卡尺的主尺和游标尺，思考： （1）主尺的最小分度是多少？ （2）游标尺刻度的总长是多少？最小分度是多少？ （3）游标尺与主尺上的最小分度相差多少？ 1mm 19mm 0.95mm 0.05mm —— 20分度游标卡尺 4、刻数原理 一、游标卡尺 20分度游标卡尺精度：0.05mm 13 主尺读数 + 游标尺读数 看游标尺零位的左侧数值 先观察游标尺第几根刻度线（不计0刻度线）与主尺上的刻度线重合，再乘0.05mm 测量值=主尺整毫米数+游标N线× 0.05mm 每右移0.05mm，总有一刻度对齐 第N条刻度对齐，表示移动N个0.05mm 主尺 游标 0 10 20 0 1 2 3 4 cm 20分度游标卡尺的读数规则 14 （1）主尺的最小分度是多少？ （2）游标尺刻度的总长是多少？最小分度是多少？ （3）游标尺与主尺上的最小分度相差多少？ 1mm 49mm 0.98mm 0.02mm 观察50分度游标卡尺的主尺和游标尺，思考： —— 50分度游标卡尺 4、刻数原理 一、游标卡尺 50分度游标卡尺精度：0.02mm 15 主尺 游标 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 cm 50分度游标卡尺的读数规则 主尺读数 + 游标尺读数 看游标尺零位的左侧数值 先观察游标尺第几根刻度线（不计0刻度线）与主尺上的刻度线重合，再乘0.02mm 测量值=主尺整毫米数+游标N线× 0.02mm 每右移0.02mm，总有一刻度对齐 第N条刻度对齐，表示移动N个0.02mm 一看游标尺总刻度确定精确度； 二看游标尺0刻度线位置，从主尺上读出整毫米数； 三看游标尺第几条刻度线（不计零刻度）和主尺刻度对齐； 最后确定测量结果：测量值=整毫米数+N×精确度。 注意：不需估读（对齐的格数本身是估计的），测量值常以mm为单位 小结：游标卡尺的读数步骤 游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读 读数练习 测量值：20 mm + 6×0.1mm=20.6mm 0 1 2 3 4 0 10 cm 主尺 1 游标尺 0 2 cm 10 20 两刻度对齐 测量值= + × = 5mm 17 0.05mm 5.85 mm 读数练习 2 3 0 10 20 测量值= 18 mm + 16×0.05mm=18.80mm cm 读数练习 0 1 2 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1.75mm 1mm+15×0.05mm 螺旋测微器(千分尺)的原理与使用 测砧 测微螺杆 固定刻度 可动刻度 尺架 旋钮 微调旋钮 锁紧装置 1、基本结构 二、螺旋测微器 22 (1)使用前应先检查零点，方法是通过调节旋钮，使螺杆和测砧接触，到棘轮发出声音为止，此时可动刻度上的零刻线应当和固定套筒上的基准线（长横线）对正，否则存在误差， (2)左手持曲架，右手转动粗调旋钮D使测杆F与测砧A间距稍大于被测物，放入被测物，转动微调旋钮到夹住被测物，棘轮发出声音为止。 (3)转动止动旋钮使测杆固定，然后可读数。 2、使用方法 二、螺旋测微器 23 观察螺旋测微器结构图并思考： （1）旋钮旋转一周，螺杆沿着旋转轴线方向前进或后退多少？ （2）可动刻度有多少个等分刻度？ （3）可动刻度每旋转一格，测微螺杆前进或后退多少？ 测微螺杆精密螺纹的螺距：0.5 mm 尺架 固定刻度 测微螺杆 可动刻度 旋钮 微调旋钮 测砧 螺纹示意图： 螺距 旋钮旋转一周，旋钮移动一个螺距的距离为0.5 mm。 50个等分刻度 因此螺旋测微器（又叫千分尺）是比游标卡尺更精密的测量长度的工具 二、螺旋测微器 24 固定刻度读数：6.5 mm 可动刻度读数：0.225 mm 读数=固定刻度读数+可动刻度读数 可动刻度读数=n×0.01 mm 读数：6.725 mm 找到固定刻度右边第一根主尺线 （注意半刻度线有没有露出来） ①先读固定刻度： ②再读可动刻度： 找到轴线与可动刻度对齐的地方，读数从下面起且要往后估读一位。 ③把固定刻度读数与可动刻度读数相加： 3、读数规则 二、螺旋测微器 注：要估读，用mm做单位，小数点后有三位数 25 读数练习 读数 =固定刻度读数+可动刻度读数 = 3 mm + 27.5×0.01 mm = 3. 275 mm 26 4.0mm+0.088mm=4.088 mm 8.5mm+0.203mm=8.703 mm 读数练习 读数L = 固定刻度 + 可动刻度 L = 2.5mm + 0.460mm = 2.960 mm 读数练习 4、使用螺旋测微器注意事项 ①测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。 ②在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。 ③读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。 ④当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。 二、螺旋测微器 课堂小结 游标卡尺 螺旋测微器 10分度 20分度 50分度 精确度（mm） 0.1 0.05 0.02 0.01 读数方法 读数=主尺读数+游标尺读数 读数=固定刻度读数 +可动刻度读数 是否需要估读 不需要估读 需要估读1位 （N×精确度） 30 第三章 恒定电流 粤教版 必修三 第三节 测量金属丝的电阻率 31 知识回顾 R = ρ — l S 毫米刻度尺 游标卡尺 螺旋测微器 32 实验方案设计 一、测量电阻丝的有效长度 l 测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度约几十厘米） 分度值1mm，可估读到0.1mm； 测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值 33 实验方案设计 二、测量电阻丝的直径d 方案1：用刻度尺间接测量电阻丝的直径 方案2：用游标卡尺或螺旋测微器直接测量电阻丝的直径 累积法 为减小误差，尽量选用螺旋测微器。 测量思路：在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值 分度值为0.01 mm 可读到 0.001 mm 34 实验方案设计 三、测量电阻丝的电阻R —— 伏安法（电压、电流） 测量电路：测导体的电流、电压 S R A V a 控制电路 限流式 分压式 35 实验方案设计 三、测量电阻丝的电阻R 1. 控制电路的选取： (1)若要调节方便，尽可能测量多组数据，滑动变阻器采用限流式接法还是分压式接法？ —— 伏安法（电压、电流） (2)若电源电压约为3 V,滑动变阻器R最大值5 Ω; 待测金属丝Rx的总电阻约为10 Ω; 则滑动变阻器适合采用什么接法？ Rx U 分压式 R Rx U 限流式 R 电压范围： 36 (1)当要求电压或电流从0变起时; (2)当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的总阻值时; (3)当采用限流接法，无论怎样调节都不能保证电路的安全时。 (4)当要求测量范围尽可能宽，画出图像误差尽可能小时； 以下4种情况必须用分压接法： 滑动变阻器全阻值与待测电阻的阻值相接近，则采用限流接法 滑动变阻器全阻值比待测电阻的阻值小，则采用分压接法 注：当滑动变阻器全阻值是待测电阻的2-5倍，两种接法均可，一般采用限流接法（耗能小） 如无特殊要求，则看滑动变阻器全阻值和待测电阻的关系 滑动变阻器的分压、限流接法的选择 37 一个开关和若干导线; 电源电压约为3 V, 滑动变阻器R最大值5 Ω; 待测金属丝Rx的总电阻约为10 Ω; 电流表A1：0~0.6 A量程, 内阻约为0.125 Ω; 电流表A2：0~3 A量程, 内阻约为0.025 Ω; 电压表V1：0~3 V量程, 内阻约为3 kΩ; 电压表V2：0~15 V量程, 内阻约为15 kΩ; 0 ~ 3 V量程 电压表 V1 0 ~ 0.6 A量程 电流表 A1 2. 电流表和电压表量程的选取： 38 3. 测量电路的选取(电流表和电压表的接法)： 电流表内接法 A Rx V 电流表外接法 A Rx V 电流表的两种接法: 电流表接在电压表两接线柱外侧 电流表接在电压表两接线柱内侧 因为电流表、电压表均有内阻，分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差． 39 电流表内接法测电阻的误差分析 A Rx V = RA+Rx 相对误差： δ= |Rx -R测| Rx = RA Rx U测= UA+ URx R测 UA+ URx = I R测 = U测 I测 真实值的计算方法： Rx = R测 - RA 电流表内接法适合测量大电阻，即 情况下使用 误差来源：电流表分压 电流表内接法 测量值偏大 40 A Rx V = RV·Rx RV+Rx δ = |Rx -R测| Rx 1 R测 = U IV+ IRx = 1 RV + 1 Rx R测= RV·Rx RV+Rx = Rx Rx+RV = 1 RV 1+ Rx 相对误差： I测= IA+ IRx R测 = U测 I测 电流表外接法适合测量小电阻，即 情况下使用 真实值的计算方法： 误差来源：电压表分流 电流表外接法测电阻的误差分析 电流表外接法 测量值偏小 41 3. 测量电路的选取(电流表和电压表的接法)： 电流表内接法 A Rx V 电流表外接法 A Rx V 适用条件： 电流表分压(测量值偏大) 电压表分流(测量值偏小) 误差来源： 记忆口诀：大内偏大，小外偏小 42 试触法： 若电压表示数有明显变化，说明电流表的分压作用较强， Rx是一个小电阻即　　　 用外接法 若电流表示数有明显变化，说明电压表的分流作用较强， Rx是一个大电阻即 用内接法 3. 测量电路的选取(电流表和电压表的接法)： 类别 电流表内接法 电流表外接法 实验电路 误差来源 电压表的分流 电流表的分压 测量结果 适用于测量 小电阻（R<<RV） 大电阻（R>>RA） 记忆口诀 大内偏大 小外偏小 测量电路误差分析及选用 比值法 内接法： 外接法： 试触法 选用原则 测量结果偏大 测量结果偏小 UR UA IR IA 消除误差 Ⓐ内阻已知： Ⓥ内阻已知： 【例1】用伏安法测电阻，按图(甲)方法测得为R1，按图(乙)方法测得为R2，若电阻的真值为R，则有（ ） A．R1>R>R2 B．R1<R<R2 C．R>R1，R>R2 D．R<R1，R<R2 A 【例2】如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻RX的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端K分别与M、N接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中， 正确的是（　　　） A、若电流表读数有明显的变化，则K应接在M点 B、若电流表读数有明显的变化，则K应接在N点 C、若电压表读数有明显的变化，则K应接在M点 D、若电压表读数有明显的变化，则K应接在N点 BC 【例题】用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为 Ω，真实值是 Ω，R2的测量值为 Ω，真实值是 Ω。 A V R2 A V R1 甲 乙 300 290 300 333 小试牛刀 待测金属丝Rx的总电阻约为10 Ω; 电流表A1：0~0.6 A量程,内阻约为0.125 Ω; 电压表V1：0~3 V量程,内阻约为3 kΩ; 3. 测量电路的选取(电流表和电压表的接法)： 思考：根据提供的实验器材，测量电路的电流表应采用什么接法？ 记忆口诀：大内偏大，小外偏小 小电阻 外接法！ 48 实验方案设计 三、测量电阻丝的电阻R 控制电路的选取：分压式 —— 伏安法（电压、电流） Rx U R 测量电路的选取：电流表外接法 A Rx V 请在纸上画出实验电路图，指出电流表和电压表的正负接线柱，说明滑动变阻器的滑片应该放在哪端。 滑片在a端 49 0 ~ 0.6 A： A 0 ~ 3 A： A 读数原则：按照“1、2、5分度”进行估读 分度 读数原则 1分度 估读到下一位 2分度 估读到本位 5分度 估读到本位 0.17 0.85 0 ~ 3 V： V 0 ~ 15 V： V 1.89 9.5 电表的读数原则 实验数据处理 Rx K A V a b （1）测量电阻丝的有效长度l 1 2 3 平均值 l/cm 56.50 56.45 56.46 56.47 （2）测量电阻丝直径d 1 2 3 平均值 d/mm 0.395 0.396 0.399 0.397 （3）测量电阻丝的电阻R 1 2 3 4 5 6 电压/V 0.45 0.70 1.09 1.40 1.74 2.19 电流/A 0.06 0.10 0.15 0.20 0.25 0.32 A(0.13 A,0.90 V) B(0.29 A,2.00 V) 51 将测得的电阻丝有效长度l、电阻丝直径d、电阻丝的电阻R代入公式，计算得出被测电阻丝的电阻率。 数据分析 d=0.397×10-3m l=0.5647m R=6.9Ω ρ=1.5×10-6 Ω·m 铁铬铝丝电阻率参考值： ρ0=1.4×10-6 Ω·m 相对误差： 52 实验误差分析 (1)金属丝直径、长度的测量带来误差。 (2)若为内接法，电流表分压造成误差； 若为外接法，电压表分流带来误差。 (3)通电电流大小、时间长短、致使电阻丝发热,电阻率随之变化。 电流不宜太大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。 53 【例1】在“测定金属的电阻率”的实验中， (1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图3-14甲所示，则该金属丝的直径为________mm。 (2)用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时的读数如图3-14乙所示，则电压表的读数为_______V，电流表的读数为_________A。 (3)用米尺测量金属丝的长度L=0.810 m。利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为_________Ω·m(保留两位有效数字)。 2.935 2.60 0.52 4.2×105 【例2】在测定金属丝的电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)； 电压表：V(量程0～3 V，内阻约3kΩ)； 电流表：A1(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)； A2(量程0~3A，内阻约0.05 Ω)； 电源：E1(电源电压为3 V)；E2(电源电压为12 V)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)； 螺旋测微器：毫米刻度尺；开关S；导线。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图3-15所示，读数为______mm。 (2)若设计如图3-16所示电路，为使测量尽量精确，电流表应选______，电源应选_______(均填器材代号)。 1.775 A1 E1 设计电路的原则 56 限流式电路，电流表内接法 RX A V · · 限流式电路，电流表外接法 RX A V 分压式电路，电流表内接法 分压式电路，电流表外接法 RX A V RX V A 典型电路图 RX ＜＜ RV RX ＜＜ RV RX＞＞RA RX＞＞RA ①安全性原则：实验中要保证电流、电压值即不超过仪表的量程，又不能超过滑动变阻器、用电器所允许的最大值。 ②精确性原则：在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量误差小，结果更精确。 ③简便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使电路图简单好连接，测量时调节控制方便。 设计电路的原则 【一般步骤】 找唯一器材→估算待测电路的U、I值→考虑电表1/3量程以上 →选择合适量程的电流表、电压表 →选择合适的变阻器及电压合适的电源→画原理图 器材种类 选取原则 唯一性器材 电源，导线，开关等 滑动变阻器 安全：电路电流不能超过其额定电流。 方便：电阻越小操作越方便 技巧：限流选大，分压选小 （分压电路一般选额定电流大，总阻值小的，便于调节） 电流表 电压表 的选择 安全：电路电流不能超过Ⓐ量程，电压不能超过Ⓥ量程； 精确：电路电流、电压尽可能指Ⓐ、Ⓥ满量程1/2到2/3（至少满偏1/3） 技巧： 选Ⓥ：1、选量程与电源电动势E相接近的Ⓥ 2、若Ⓥ内阻已知，量程太小，可串联大定值电阻扩大量程。 选Ⓐ：1、估值法:选量程与E/Rx(UⓋ/Rx)相接近的Ⓐ 2、若Ⓐ内阻已知，量程太小，可并联小定值电阻扩大量程。 电路的仪器选择 某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中, 通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω, 为了使测量结果尽量准确, 从实验室找到以下供选择的器材: A. 电池组(3 V, 内阻约1 Ω) B. 电流表A1(0～3 A, 内阻0.0125 Ω) C. 电流表A2(0～0.6 A, 内阻约0.125 Ω) D. 电压表V1(0～3 V, 内阻4 kΩ) E. 电压表V2(0～15 V, 内阻15 kΩ) F. 滑动变阻器R1(0～20 Ω, 允许最大电流1 A) G. 滑动变阻器R2(0～2000 Ω, 允许最大电流0.3 A) H. 开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用________(填写仪器前字母代号). 由于电源电动势为3 V, 则电压表选D 滑动变阻器要便于调节，故选F ACDFH   【例题】 电阻丝的电阻约为5 Ω, A. 电池组(3 V, 内阻约1 Ω) C. 电流表A2(0～0.6 A, 内阻约0.125 Ω) D. 电压表V1(0～3 V, 内阻4 kΩ) F. 滑动变阻器R1(0～20 Ω, 允许最大电流1 A) H. 开关、导线若干 (2)测电阻时, 电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时, 应采用安培表________接法, 将设计的电路图画在下侧方框内. 外 【例题】为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择。 电流表A1(量程 0～50 mA，内阻约 10 Ω )； 电流表A2(量程 0～3 A ，内阻约 0.12 Ω )； 电压表V1(量程 0～3 V ，内阻很大)； 电压表V2(量程 0～15 V，内阻很大)； 电源E(电动势约为 3 V，内阻约为0.2 Ω)； 定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)； 滑动变阻器R1( 0～10 Ω，允许最大电流 2.0 A )； 滑动变阻器R2( 0～1 kΩ，允许最大电流 0.5 A )； 单刀单掷开关S一个，导线若干。 (1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选____。(填字母代号) (2)请在虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。(要求所测量范围尽可能大) (3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝__________。 A1 V1 R1 U/I－R 滑动变阻器分压式接法 电流表外接法 【变式训练】有一个电阻Rx,其阻值大约是10 Ω,请选择适当的器材,以便测量其阻值.可供选择的电路如图.可供选择的器材是： A．电动势 4.5 V 、内阻不计的电源E B．量程为 15 V、内阻 10 kΩ 的电压表V1 C．量程为 3 V、内阻 6 kΩ 的电压表V2 D．量程为 300 mA、内阻 4 Ω 的电流表A1 E．量程为 5 A 、 内阻 2 Ω 的电流表A2 F．最大阻值 20 Ω、额定电流 1.5 A 的滑动变阻器R1 G．最大阻值 500 Ω、额定电流 0.5 A 的滑动变阻器R2 H．开关和若干根导线。 则选用的电路是________(填甲或乙)，选用的器材是____________________(填器材的字母代号)。 甲 A、C、D、F、H 【跟踪训练】一只小灯泡，标有“3 V，0.6 W”字样,现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻.电源电动势为12 V,内阻为1 Ω；最大阻值为5 Ω的滑动变阻器；电流表的内阻为1 Ω；电压表的内阻为10 kΩ；开关一个、导线若干。 （1）在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用　　　　（选填“内接”或“外接”）法.滑动变阻器应采用　　　　（选填“分压式”或“限流式”）接法. （2）在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图（尽量减小实验误差）。 通过比较这几个电阻间的关系确定接法 外接 分压式 【例题】测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材: A.电流表（量程100μA,内阻2 kΩ） B.电流表（量程700μA,内阻300Ω） C.电压表（量程15 V,内阻100 kΩ） D.电压表（量程50 V,内阻500 kΩ） E.直流稳压电源（电动势15 V,允许最大电流1 A） F.滑动变阻器（最大电阻1 kΩ,额定功率1 W） G.电键、导线若干 （1）电流表应选 ,电压表应选 . （2）画出测量Rx的原理图. 解析：当滑动变阻器滑至0时，电路有最大的电流。 B C 依据 故：电流表应选择内接 滑动变阻器相对于待测电阻而言太小。若采用限流法，将无法控制电路。故滑动变阻器采用分压式电路。 【例题】在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测电阻丝：Rx（阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A） 电压表：V（量程3 V，内阻约3 kΩ） 电流表：A1（量程0.6 A，内阻约0.2 Ω） A2（量程3 A，内阻约0.05 Ω） 电源：E1（电动势3 V，内阻不计）； E2（电动势12 V，内阻不计）； 滑动变阻器：R（最大阻值约20 Ω）； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。 (2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_______、电源应选________（均填器材代号），在虚线框内完成电路原理图。 由于待测电阻丝的电阻较小，故电流表应选外接法。 待测电阻丝的额定电流约为0.5 A,为了减小实验误差，应选量程为0.6 A的电流表A1 待测电阻丝的电阻约为4 Ω，额定电流约为0.5 A，故由欧姆定律得额定电压约为2 V，所以电源应选E1。 测电阻的五种方法 69 定值电阻的测量方法 1.“伏安法”测电阻 3.“替代法”测电阻 2.“差值法”测电阻 5.“电桥法”测电阻 4.“半偏法”测电阻 原理： 用电压表测电压 用电流表测电流 使用外接法还是内接法？如何判断? 当时，用内接法；当时，用外接法。 为减小误差，多测几组数据，求平均值 滑动变阻器要采用限流式还是分压式? ①若要求负载的电压（或电流）从“零”开始变化；或要求“尽量大”的调节范围，测多组数据 ②若变阻器的最大值比待测电阻小许多。 ③若用限流法无法控制电路，如超过了电表的量程等。 以上要求均要采用分压式 零起必分 划小必分 烧表必分 1.“伏安法”测电阻 2.“差值法”测电阻 (1)“安安法” 电流表的创新使用——测电压 条件：已知电流表A2的内阻RA2，将A2看成一个电压表使用。 利用“安安法”测电阻，没有系统误差。 (2)“伏伏法” 条件：已知电压表V2的内阻，将V2看成一个电流表使用 电压表的创新使用——测电流 利用“伏伏法”测电阻，没有系统误差。 2.“差值法”测电阻 利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流表外接都会对测量造成误差，而利用替代法测电阻可避免这些误差．实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便是待测电阻的阻值。 (1)原理 (2)电路 用电阻箱和电流表测量 用电阻箱和电压表测量 3.“替代法”测电阻 (1)原理 半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻。 (2)电路 (3)步骤： ①先闭合S1 ，断开S2，调节R1使电流表指针满偏. ②再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值，即电流表内阻。 误差分析： R测＜R真 4.“半偏法”测电阻 ①把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动变阻器的触头P滑到a端 ③保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电 压表指针半偏，记下R0的值，即电压表内阻. ②闭合开关S，调节R使电压表指针满偏 R测>R真 误差分析： （4）半偏法测电压表的内阻 4.“半偏法”测电阻 实验中调节电阻箱R3，当电流表中无电流通过时，A、B两点的电势相等，R1和R3两端的电压相等，设为U1。同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2，根据欧姆定律有： 由以上两式解得: 5.“电桥法”测电阻 【例3】某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图3-17甲和乙所示，长度为_______cm，直径为_______mm。 (2)按图3-17丙连接电路后，实验操作如下： ①将滑动变阻器R1的滑片置于阻值最______ (选填“大”或“小”)处；将S2拨向接点1， 闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0。 ②将电阻箱R2的阻值调至最_____(选填“大”或“小”)，S2拨向接点2； 保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R阻值为1280Ω。 (3)由此可知，圆柱体的电阻为______。 5.01 5.316 大 大 1280 Ω $