专题：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

第十一章 电路及其应用 人教版（2019）必修 第三册 专题：电阻的测量 1.电表的选择，电流表的内外接选择 2.分压限流的滑动变阻器接法选择 3.伏伏法、安安法、替代法、半偏法及电桥法测电阻。 PART 1 伏伏法测电阻 伏伏法测电阻——电压表差值法 1 以图甲为例：U2=U1+R0 如果r1已知,可以求出R0=r1。 则如果R0已知,可求出电压表的内阻r1=R0 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。 (1)测量中要求两只电表的示数都不小于其量程的1/3，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。 (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____________。  伏伏法测电阻——电压表差值法 1 (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。 伏伏法测电阻——电压表差值法 1 (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。 伏伏法测电阻——电压表差值法 1 PART 2 安安法测电阻 安安法测电阻——电流表差值法 2 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。 安安法测电阻——电流表差值法 2 例2 用以下器材测量待测电阻Rx的阻值。 待测电阻Rx：阻值约为100 Ω； 电源E：电压约为6.0 V； 电流表A1：量程为0～50 mA，内阻R1为20 Ω； 电流表A2：量程为0～300 mA，内阻R2约为4 Ω； 定值电阻R0：阻值为20 Ω； 滑动变阻器R：最大阻值为10 Ω； 单刀单掷开关S，导线若干。 （1）测量中要求两电流表的读数都不小于其量程的1/3，在虚线框中试画出测量电阻Rx的实验电路原理图（原理图中的元件用题干中相应的符号标注）。 （2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx＝　　　　　　　　。 安安法测电阻——电流表差值法 2 （I2－I1）R0＝I1（Rx＋R1） PART 3 替代法测电阻 替代法测电阻 3 替代法测电阻 3 例3 有一根细长而均匀的金属管线，横截面如图甲所示，外边界为圆形，因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量。已知这种金属的电阻率为ρ，现设计一个实验方案，测量中空部分的横截面积S0。步骤如下： （1）用刻度尺测出该金属管线的长度为L，用游标卡尺测出外截面的直径D如图乙所示，则D＝　　　　 cm。 （2）利用如图丙所示电路测量该金属管线的电阻，将S2拨向1，接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到适当位置，记下此时的读数I；然后将S2拨向2，保持R1阻值不变，调节R2，使电流表的读数为　　　　，记下此时R2读数为R0，则金属管线的电阻值为R＝　　　　。 （3）用上述测量的物理量符号表示该金属管线内部中空部分横截面积为S0＝　　　　（用R0、ρ、D、L、π表示）。 0.820 I R0 PART 4 半偏法测电阻 半偏法测电阻 4 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 半偏法测电阻 4 (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。  D　 半偏法测电阻 4 (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。  100　 (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。  9 900 PART 5 电桥法测电阻 电桥法测电阻 5 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。 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 电桥法测电阻 5 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”)。 (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　 (2)增大　0（3） 电桥法测电阻 5 (3)根据C、D两点电势相同,可得IR3=I'Rx,IR1=I'R2,联立解得Rx=。 $