第11章 必备知识拓展 几种测量电阻的方法（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 聚焦电阻测量拓展，以基础巩固到综合运用为逻辑主线，通过多样化实验题型培养科学探究能力与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|4题|伏安法内外接选择、仪器误差分析、螺旋测微器使用、替代法测电阻|从基本伏安法原理出发，逐步拓展到仪器选择、误差来源分析及直接测量技术| |综合运用|3题|半偏法测电压表内阻、惠斯通电桥、微安表内阻测量|基于基础方法，延伸至间接测量技术，构建“直接测量-间接测量-精密测量”的逻辑链条|

必备知识拓展:电阻测量的拓展 基础巩固 1. 某同学通过实验测定一个阻值约为 的电阻 的阻值. (1)现有电源 、滑动变阻器 ，额定电流 )、开关和导线若干，以及下列电表: A. 电流表 B. 电流表 C. 电压表 D. 电压表 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_____，电压表应选用_____(选填器材前的字母), 实验电路应采用图_____(选填“甲”或“乙”)中所示电路. 丙 第 1 题 (2)如图丙所示是测量 的实验器材实物图, 图中已连接了部分导线. 请根据在( 1 ) 问中所选的电路图, 补充完成图中实物间的连线. (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置,并记录对应的电流表示数 、电压表示数 . 某次两电表示数如图丁所示,可得该电阻的测量值 _____ (保留两位有效数字). (4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_____；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_____. (均选填选项前的字母). A. 电流表测量值小于流经 的电流值 B. 电流表测量值大于流经 的电流值 C. 电压表测量值小于 两端的电压值 D. 电压表测量值大于 两端的电压值 2. 现测定长金属丝的电阻率. 第 2 题 (1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是_____mm. (2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻 约为 ,画出实验电路图, 并标明器材代号. 电源 (电动势 ,内阻约为 ) 电流表 (量程 ,内阻 5 电流表 (量程 ,内阻约为 5 ) 滑动变阻器 (最大阻值 ,额定电流 2 A) 开关 及导线若干 (3)某同学设计方案正确，测量得到电流表 的读数为 ,电流表 的读数为 ,则这段金属丝电阻的计算式 _____. 从设计原理看,测量值与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或 “相等”). 3. 为了测量阻值范围在 之间的电阻 的阻值,实验室提供了如下器材: A. 电阻箱 (阻值范围 ) B. 毫安表 (量程 ,内阻约 ) C. 直流电源 (约 ,内阻不计) D. 两个单刀单掷开关，导线若干 第 3 题 (1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路, 设计的操作步骤如下: ① 按图甲电路图连好电路，闭合开关 ,记下毫安表的读数; ② 断开 ，闭合开关 ，调节电阻箱 的阻值，使毫安表的读数和 ① 中相同,记下此时电阻箱的示数 . 假设该同学的设计合理, 则待测电阻 _____. (2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路, 设计的操作步骤如下: ① 按图乙电路图连好电路,将 调到最大，然后闭合 、 ，调节 ，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数 . ② 断开 ，调节 ，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数 . 假设该同学的设计合理, 则待测电阻 _____. (3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是_____，理由是_____. 4. 某实验小组要测量一个量程为 电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下: A. 待测电压表 (量程为 ) B. 滑动变阻器 (最大阻值为 ) C. 滑动变阻器 (最大阻值为 ) D. 电阻箱 E. 电源(输出电压为 的直流稳压电源) F. 开关两个、导线若干 回答下列问题: (1)用如图所示的电路进行测量，应选用的滑动变阻器_____(选填“ ”或 “ ”). 第 4 题 (2)按电路图连接好电路，开关 闭合前， 滑动变阻器的触头要在_____(选填 “ ”或“ ”)端. (3)闭合开关 、 ，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 . 保持滑动变阻器的位置不变,断开开关 ,调节电阻箱,当电阻箱的阻值 时,电压表的示数变为 ,则电压表的内阻阻值为 . (4)电压表内阻的测量值_____(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值. 综合运用 5. 某同学利用如图甲所示电路测量量程为 的电压表的内阻 (内阻为数千欧姆), 可供选择的器材有: 电阻箱 (最大阻值 ,滑动变阻器 (最大阻值 )，滑动变阻器 (最大阻值 )，直流电源 (电源电压为 )，开关 1 个，导线若干. 实验步骤如下: ① 按电路原理图甲连接电路; ② 将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置， 闭合开关 ; ③ 调节滑动变阻器，使电压表满偏； ④ 保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 ，记下电阻箱的阻值. 回答下列问题: 第 5 题 (1)实验中应选择滑动变阻器_____(选填“ ”或“ ”). (2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线. (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为 630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_____ . (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的, 可推断该表头的满刻度电流约为_____. A. B. C. D. 6. 某同学希望利用惠斯通电桥测量室温下某铜丝样品的电阻, 实验器材如下: A. 恒压电源 (电动势 ,内阻未知) B. 电阻箱 C. 电阻箱 D. 简易电阻箱 E. 检流计 F. 待测柱状铜丝 G. 点按开关 (在按下时导通) H. 单刀开关 ，导线若干 第 6 题 (1)按图示连接电路，电桥测铜丝电阻的实验操作步骤为:③，_____，_____，_____(填写数字编号). ① 长按 ，同时调整 的阻值，至检流计指针指向 0 刻度线为止 ② 调整 阻值至点按 后检流计指针不发生明显跳动 (即通过检流计的电流接近于 0) ③ 调整电阻箱至 100.0 ,并保持不变 ④ 调整 阻值至 ⑤ 调整 阻值至 ⑥ 闭合 (2)实验操作结束后简易电阻箱阻值为 ,则测得铜丝样品的电阻 . (3)实验操作中，调整简易电阻箱的阻值为 的目的是_____. (4)实验中，若在检流计示数 时读数 ,测得的电阻值 与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”). 7. 某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表 (量程为 ,内阻大约为 ) 的内阻. 可使用的器材有:两个滑动变阻器 、 (其中一个阻值为 ,另一个阻值为 ); 电阻箱 (最大阻值为 ); 电源 (电动势约为 ); 开关 和 分别为两个滑动变阻器的滑片. 第 7 题 (1)按原理图甲将图乙中的实物连线. (2)完成下列填空: ① 的阻值为_____ (选填“20”或 "2 000"). ② 为了保护微安表，开始时将 的滑片C滑到接近图甲中滑动变阻器的_____(选填“左”或“右”)端对应的位置; 将 的滑片 置于中间位置附近. ③ 将电阻箱 的阻值置于 2500.0 ， 接通 . 将 的滑片置于适当位置, 再反复调节 的滑片 的位置,最终使得接通 前、后,微安表的示数保持不变，这说明 接通前 与 所在位置的电势_____(选填“相等”或“不相等”). ④ 将电阻箱 和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将 的阻值置于 2601.0 时，在接通 前、后， 微安表的示数也保持不变. 待测微安表的内阻为_____ (结果保留到个位). (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: ___________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ 学科网（北京）股份有限公司 $ 必备知识拓展:电阻测量的拓展 基础巩固 1. 某同学通过实验测定一个阻值约为 的电阻 的阻值. (1)现有电源 、滑动变阻器 ，额定电流 )、开关和导线若干，以及下列电表: A. 电流表 B. 电流表 C. 电压表 D. 电压表 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_____，电压表应选用_____(选填器材前的字母), 实验电路应采用图_____(选填“甲”或“乙”)中所示电路. 丙 第 1 题 (2)如图丙所示是测量 的实验器材实物图, 图中已连接了部分导线. 请根据在( 1 ) 问中所选的电路图, 补充完成图中实物间的连线. (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置,并记录对应的电流表示数 、电压表示数 . 某次两电表示数如图丁所示,可得该电阻的测量值 _____ (保留两位有效数字). (4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_____；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_____. (均选填选项前的字母). A. 电流表测量值小于流经 的电流值 B. 电流表测量值大于流经 的电流值 C. 电压表测量值小于 两端的电压值 D. 电压表测量值大于 两端的电压值 【答案】(1)B C 甲 (2)见解析图 (3)5.2 (4)B D 【解析】(1) 因电源的电压为 ,因此电压表选择 量程; 由于电阻 的阻值约为 ,根据欧姆定律可知,电流的最大值为 ,从精确角度来说,电流表选择 的量程; 根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值关系, 可知应选择电流表外接法, 故选择题图中的甲电路. (2)连接的实物图如图所示. 第 1 题答图 (3)电压表的示数 ，电流表的示数 ，该电阻的测量值 . (4)题图甲中电路采用的是电流表外接法, 实际上电压表并不是理想电表, 所以电压表也有电流通过,电流表测量的电流是流经 和电压表的电流之和, 所以产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经 的电流值,选 B; 题图乙中电路采用的是电流表内接法,电压表测量的电压是 和电流表两端的电压之和，所以产生误差的主要原因是电压表测量值大于 两端的电压值, 选 D. 2. 现测定长金属丝的电阻率. 第 2 题 (1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是_____mm. (2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻 约为 ,画出实验电路图, 并标明器材代号. 电源 (电动势 ,内阻约为 ) 电流表 (量程 ,内阻 5 电流表 (量程 ,内阻约为 5 ) 滑动变阻器 (最大阻值 ,额定电流 2 A) 开关 及导线若干 (3)某同学设计方案正确，测量得到电流表 的读数为 ,电流表 的读数为 ,则这段金属丝电阻的计算式 _____. 从设计原理看,测量值与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或 “相等”). 【答案】2. (1) 图所示 (3) 相等 【解析】(1) 由螺旋测微器的读数规则可知,该金属丝的直径应为 . (2)对提供的实验器材分析可知, 滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多, 因此滑动变阻器应采用分压式接法, 由于没有提供电压表,因此可以用内阻已知的电流表充当电压表,即将 作为电压表,由于 的内阻已知,因此 应采用外接法. (3)由电路图可知, ,由于 的内阻已知,因此该实验不存在系统误差, 因此测量值与真实值相等. 第 2 题答图 3. 为了测量阻值范围在 之间的电阻 的阻值,实验室提供了如下器材: A. 电阻箱 (阻值范围 ) B. 毫安表 (量程 ,内阻约 ) C. 直流电源 (约 ,内阻不计) D. 两个单刀单掷开关，导线若干 第 3 题 (1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路, 设计的操作步骤如下: ① 按图甲电路图连好电路，闭合开关 ,记下毫安表的读数; ② 断开 ，闭合开关 ，调节电阻箱 的阻值，使毫安表的读数和 ① 中相同,记下此时电阻箱的示数 . 假设该同学的设计合理, 则待测电阻 _____. (2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路, 设计的操作步骤如下: ① 按图乙电路图连好电路,将 调到最大，然后闭合 、 ，调节 ，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数 . ② 断开 ，调节 ，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数 . 假设该同学的设计合理, 则待测电阻 _____. (3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是_____，理由是_____. 【答案】( 1 ) 32 Hz后果qj() - 判电流大于毫安表的量程, 毫安表将烧毁 【解析】( 1 )根据甲同学的实验电路可知, 该同学采用了等效替代法, 故待测电阻 . ( 2 )根据乙同学的实验步骤可知 ,则 . ( 3 )题图甲电路中,开关 接通后, 毫安表的读数最小值 ,已超过了毫安表的量程, 故此设计不合理. 4. 某实验小组要测量一个量程为 电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下: A. 待测电压表 (量程为 ) B. 滑动变阻器 (最大阻值为 ) C. 滑动变阻器 (最大阻值为 ) D. 电阻箱 E. 电源(输出电压为 的直流稳压电源) F. 开关两个、导线若干 回答下列问题: (1)用如图所示的电路进行测量，应选用的滑动变阻器_____(选填“ ”或 “ ”). 第 4 题 (2)按电路图连接好电路，开关 闭合前， 滑动变阻器的触头要在_____(选填 “ ”或“ ”)端. (3)闭合开关 、 ，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 . 保持滑动变阻器的位置不变,断开开关 ,调节电阻箱,当电阻箱的阻值 时,电压表的示数变为 ,则电压表的内阻阻值为 . (4)电压表内阻的测量值_____(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值. 【答案】(1) 大于 【解析】(1)因为被测电压表的内阻较大, 为便于调节及减小测量误差, 滑动变阻器选择阻值较小的 . ( 2 )实验前，滑动变阻器的滑动触头应在 端,使电压表所在支路的电压为 断开后, 电阻箱 与电压表串联分压,由于电压表所在支路的电阻较大,可以认为 断开前、后该支路的电压不变. 根据串联分压,可得电压表内阻阻值为 . (4)实际上，断开 后, 电压表支路的电阻变大, 该支路的电压会有所增加, 电压表示数为 ,电阻箱 两端电压略大于 ,即电压表的实际内阻阻值略小于 ,测量值大于真实值. 综合运用 5. 某同学利用如图甲所示电路测量量程为 的电压表的内阻 (内阻为数千欧姆), 可供选择的器材有: 电阻箱 (最大阻值 ,滑动变阻器 (最大阻值 )，滑动变阻器 (最大阻值 )，直流电源 (电源电压为 )，开关 1 个，导线若干. 实验步骤如下: ① 按电路原理图甲连接电路; ② 将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置， 闭合开关 ; ③ 调节滑动变阻器，使电压表满偏； ④ 保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 ，记下电阻箱的阻值. 回答下列问题: 第 5 题 (1)实验中应选择滑动变阻器_____(选填“ ”或“ ”). (2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线. (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为 630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_____ . (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的, 可推断该表头的满刻度电流约为_____. A. B. C. D. 【答案】(1)尺(2)见解析图(3)2520 (4)D 【解析】(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选 可减小实验误差. (2) 连接实物电路如图所示. (3) 电压表和电阻箱串联, 两端电压分别为 和 ,则 . (4)电压表的满偏电流 ,故选项 D 正确. 第 5 题答图 6. 某同学希望利用惠斯通电桥测量室温下某铜丝样品的电阻, 实验器材如下: A. 恒压电源 (电动势 ,内阻未知) B. 电阻箱 C. 电阻箱 D. 简易电阻箱 E. 检流计 F. 待测柱状铜丝 G. 点按开关 (在按下时导通) H. 单刀开关 ，导线若干 第 6 题 (1)按图示连接电路，电桥测铜丝电阻的实验操作步骤为:③，_____，_____，_____(填写数字编号). ① 长按 ，同时调整 的阻值，至检流计指针指向 0 刻度线为止 ② 调整 阻值至点按 后检流计指针不发生明显跳动 (即通过检流计的电流接近于 0) ③ 调整电阻箱至 100.0 ,并保持不变 ④ 调整 阻值至 ⑤ 调整 阻值至 ⑥ 闭合 (2)实验操作结束后简易电阻箱阻值为 ,则测得铜丝样品的电阻 . (3)实验操作中，调整简易电阻箱的阻值为 的目的是_____. (4)实验中，若在检流计示数 时读数 ,测得的电阻值 与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”). 【答案】(1)④ ⑥ ② (2)17.4 (3)防止通电后检流计电流过大导致损坏 (4) 偏小 【解析】(1) 根据电桥原理可知 ,解得 ,则操作步骤应为③④⑥②. (2)根据 ，解得 . (3)调整简易电阻箱的阻值为 的目的是防止通电后检流计电流过大导致损坏(4)检流计示数 时读数 ，则电流计有向下的电流,即 的分压大于 的分压， 的阻值偏小，可见测得的电阻值 与真实值相比偏小. 7. 某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表 (量程为 ,内阻大约为 ) 的内阻. 可使用的器材有:两个滑动变阻器 、 (其中一个阻值为 ,另一个阻值为 ); 电阻箱 (最大阻值为 ); 电源 (电动势约为 ); 开关 和 分别为两个滑动变阻器的滑片. 第 7 题 (1)按原理图甲将图乙中的实物连线. (2)完成下列填空: ① 的阻值为_____ (选填“20”或 "2 000"). ② 为了保护微安表，开始时将 的滑片C滑到接近图甲中滑动变阻器的_____(选填“左”或“右”)端对应的位置; 将 的滑片 置于中间位置附近. ③ 将电阻箱 的阻值置于 2500.0 ， 接通 . 将 的滑片置于适当位置, 再反复调节 的滑片 的位置,最终使得接通 前、后,微安表的示数保持不变，这说明 接通前 与 所在位置的电势_____(选填“相等”或“不相等”). ④ 将电阻箱 和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将 的阻值置于 2601.0 时，在接通 前、后， 微安表的示数也保持不变. 待测微安表的内阻为_____ (结果保留到个位). (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:___________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ 【答案】(1)见解析图 (2)①20 ② 左 ③相等 ④ 2550 (3)调节 上的分压，尽可能使微安表接近满量程 第 7 题答图 【解析】(1) 实物连线如图所示. (2)①滑动变阻器 采用分压式接法, 为了方便调节要选择阻值较小的滑动变阻器,故 的阻值为 20 Ω. ②为了保护微安表，开始时将 的滑片 滑到滑动变阻器的左端对应的位置. ③将电阻箱 的阻值置于 2500.0 ,接通 ; 将 的滑片置于适当位置，再反复调节 的滑片 的位置；最终使得接通 前后,微安表的示数保持不变,这说明 接通后在 中无电流流过,可知 与 所在位置的电势相等. ④ 设滑片 两侧电阻分别为 和 ,由 与 所在位置的电势相等可知, ; 同理,当 和微安表对调时,仍有 ,联立两式解得 . (3) 为了提高测量精度, 应调节 上的分压,尽可能使微安表接近满量程. 学科网（北京）股份有限公司 $