2025-2026學(xué)年高中物理人教版（2019）必修第三冊 第11章 習(xí)題課五 電阻的測量 課件（有解析）

習(xí)題課五　電阻的測量目 錄 01.必備技能·細培養(yǎng)02.教學(xué)效果·勤檢測03.課時訓(xùn)練·提素能必備技能·細培養(yǎng)誘思導(dǎo)學(xué) 觸類旁通 011. 測量電路（1）電流表外接法如圖所示，由于電壓表的分流，電流表測量的電流值偏大，測得的電阻值偏小，適用于測量小電阻。（2）電流表內(nèi)接法如圖所示，由于電流表的分壓，電壓表測量的電壓值偏大，測得的電阻值偏大，適用于測量大電阻。2. 控制電路（1）滑動變阻器限流式接法如圖所示。?（2）滑動變阻器分壓式接法如圖所示。【典例1】　某同學(xué)用伏安法測定待測電阻Rx的阻值（約為10 kΩ），除了Rx、開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：A. 電壓表（量程0～1 V，內(nèi)阻約10 kΩ）B. 電壓表（量程0～10 V，內(nèi)阻約100 kΩ）C. 電流表（量程0～1 mA，內(nèi)阻約30 Ω）D. 電流表（量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.05 Ω）E. 電源（1.5 V，額定電流0.5 A）F. 電源（12 V，額定電流2 A）G. 滑動變阻器R0（阻值范圍0～10 Ω，額定電流2 A）（1）為使測量盡量準確，電壓表選用 ，電流表選用 ，電源選用 。（均填器材的字母代號）（2）在方框中畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。答案：見解析圖B　C　F　?（3）該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會 （選填“大于”“小于”或“等于”）其真實值，原因是 ? ?。解析：由于電流表采用內(nèi)接法，電流表的分壓作用導(dǎo)致電壓表的示數(shù)大于待測電阻兩端的真實電壓，待測電阻測量值大于真實值，因此電流表的分壓作用是造成待測電阻測量值大于真實值的主要原因。大于　電流表的分壓作用（其他正確表述也可）　1. 實驗方法：將電阻箱和Rx并聯(lián)，用電阻箱替代被測電阻Rx。當電路中電流相同時，電阻箱的阻值和Rx阻值相等。電路圖如圖所示。2. 實驗步驟（1）閉合S1和S3，斷開S2，調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表讀數(shù)等于某個數(shù)值I0；解析：游標卡尺不需要估讀，由圖甲可知，游標卡尺的分度值為0.1 mm，其讀數(shù)為50 mm＋0.1×3 mm＝50.3 mm＝5.03 cm，螺旋測微器需要估讀，其讀數(shù)為5 mm＋0.01×31.5 mm＝5.315 mm。（2）閉合S1和S2，斷開S3，保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0，然后讀出R2的值，則待測電阻Rx＝R2。【典例2】　某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻。（1）分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如圖甲、乙所示，長度為 cm，直徑為 mm。5.03　5.315（5.313～5.317均可）　解析：①將滑動變阻器R1的滑片置于阻值最大處，將S2撥向接點1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0；②將電阻箱R2的阻值調(diào)到最大，S2撥向接點2，保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時R2的阻值為1 280 Ω。①將滑動變阻器R1的滑片置于阻值最 （選填“大”或“小”）處，將S2撥向接點1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0。②將電阻箱R2的阻值調(diào)到最 （選填“大”或“小”），S2撥向接點2，保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時R2的阻值為1 280 Ω。大　大?。?）按圖丙連接電路后，實驗操作如下：（3）由此可知，圓柱體的電阻為 Ω。1 280　解析：S2撥向接點2，保持R1不變，那么從電路的變化看，只是用R2替換了圓柱體，而調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，那么R2起到的效果與圓柱體完全相同（等效替代法），即R2的阻值等于圓柱體的電阻R，所以圓柱體的電阻R＝1 280 Ω。?【典例3】　實驗室有一個量程為0～200 μA的直流電流計G。（1）某同學(xué)用如圖所示的電路采用半偏法測定電流計G的內(nèi)阻rg，其中電阻R0約為1 kΩ。為使rg的測量值盡量準確，在以下器材中，電源應(yīng)選用 ，變阻器R1應(yīng)選用 ，變阻器R2應(yīng)選用 （填器材前的字母）。A. 電源（電壓1.5 V）B　C　F　B. 電源（電壓6 V）C. 電阻箱（0～999.9 Ω）D. 滑動變阻器（0～500 Ω）E. 電位器（一種可變電阻，與滑動變阻器作用相當，0～5.1 kΩ）F. 電位器（0～51 kΩ）?（2）該同學(xué)在開關(guān)斷開的情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)到最大。后續(xù)的實驗操作步驟依次是 、 、 、 ?，最后記錄R1的阻值并整理好器材。（請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母）。A. 閉合S1B. 閉合S2C. 調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度D. 調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的一半E. 調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的一半F. 調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度B　C　A　E　解析：實驗步驟為：第一步閉合S2；第二步調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計滿偏；第三步閉合S1；第四步調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計半偏；第五步讀出R1的示數(shù)，即為待測電流計的內(nèi)阻。（3）實驗測得R1的值為300 Ω，則被測電流計G的內(nèi)阻rg的測量值為 Ω，該測量值 （選填“略大于”“略小于”或“等于”）實際值。解析：R1的示數(shù)為待測電流計的內(nèi)阻，所以rg＝300 Ω。閉合S1后，電路的總電阻減小，當電流計半偏時，干路電流大于電流計的滿偏電流，通過電阻箱的電流大于通過電流計的電流，所以電阻箱的阻值略小于電流計內(nèi)阻。300　略小于　?【典例4】　利用如圖甲所示的電路測量一未知電阻Rx（大約2 kΩ）的阻值。其中R3為電阻箱（最大阻值為9 999.9 Ω），G是靈敏電流計，R1（最大阻值為 20 Ω）、R2（最大阻值為2 kΩ）為兩個滑動變阻器，電源為E（電壓約為1.5 V）。（1）圖乙是根據(jù)電路圖作出的實物連線圖，其中缺少幾條導(dǎo)線，請把缺少的導(dǎo)線正確連接在圖乙中。答案：見解析圖　解析：根據(jù)電路圖可得實物圖連線如圖所示。（2）將電阻箱的阻值調(diào)整到2 000.0 Ω，將R1的滑片置于適當位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片B的位置，使得靈敏電流計的示數(shù)為零，這種情況下A與B所在位置的電勢 （選填“相等”或“不相等”）。解析：靈敏電流計的示數(shù)為零，則說明沒有電流經(jīng)過，故此時A與B所在位置的電勢相等。相等?。?）將電阻箱R3和Rx位置對調(diào)，其他條件保持不變，再調(diào)整R3的阻值，當R3的阻值等于2 880.0 Ω時，靈敏電流計的示數(shù)也恰好為零。則被測電阻 Rx＝ Ω。?2 400　 02教學(xué)效果·勤檢測強化技能 查缺補漏1. 用如圖所示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻，○G 是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān)，改變滑動頭P的位置，當通過電流表○G 的電流為零時，測得MP＝l1，PN＝l2，則Rx的阻值為 ?。??2. 在伏安法測電阻的實驗中，實驗室備有下列器材：A. 待測電阻Rx，阻值約為10 ΩB. 電壓表V1：量程為6 V，內(nèi)阻約為2 kΩC. 電壓表V2：量程為15 V，內(nèi)阻約為10 kΩD. 電流表A1：量程為0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 ΩE. 電流表A2：量程為3 A，內(nèi)阻約為0.02 ΩF. 電源：電壓U為12 VG. 滑動變阻器R1：最大阻值為10 Ω，最大電流為2 AH. 滑動變阻器R2：最大阻值為50 Ω，最大電流為0.2 AI. 導(dǎo)線、開關(guān)若干（1）為了較精確地測量電阻阻值，盡可能多測幾組數(shù)據(jù)，且電表讀數(shù)大于量程一半。除A、F、I以外，還要在上述器材中選出該實驗所用器材 （填器材前面的字母代號）。BDG　?（2）在虛線框內(nèi)畫出該實驗電路圖。答案：見解析圖解析：因待測電阻遠小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法，又滑動變阻器采用分壓式接法，故實驗電路圖如圖所示。3. 為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路。圖中，A0是標準電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電池。完成下列實驗步驟中的填空：（1）將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié) ，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時 的讀數(shù)I；解析：調(diào)節(jié)滑動變阻器R0，記下A0的讀數(shù)I。（2）然后將S撥向接點2，調(diào)節(jié) ，使 ，記下此時RN的讀數(shù)；解析：調(diào)節(jié)RN，使A0的讀數(shù)為I。（3）多次重復(fù)上述過程，計算RN讀數(shù)的 ，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值。解析：多次重復(fù)計算RN讀數(shù)的平均值。R0　A0　RN　A0的讀數(shù)為I　平均值　 03課時訓(xùn)練·提素能分層達標 素養(yǎng)提升1. 為了精確測量某待測電阻Rx的阻值（約30 Ω）。有以下一些器材可供選擇。電流表A1（量程0～50 mA，內(nèi)阻約12 Ω）；電流表A2（量程0～3 A，內(nèi)阻約0.12 Ω）；電壓表V1（量程0～3 V，內(nèi)阻很大）；電壓表V2（量程0～15 V，內(nèi)阻很大）；電源E（電壓約3 V）；定值電阻R（30 Ω，允許最大電流2.0 A）；滑動變阻器R1（0～10 Ω，允許最大電流2.0 A）；滑動變阻器R2（0～1 kΩ，允許最大電流0.5 A）；單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。（1）電流表應(yīng)選 ，電壓表應(yīng)選 ，滑動變阻器應(yīng)選 ?。（填字母代號）解析：測量電阻時電流較小，電流表應(yīng)選A1，同時應(yīng)將待測電阻與定值電阻串聯(lián)測量，電源電壓約為3 V，故電壓表應(yīng)選V1，為使測量范圍盡可能大， 滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故應(yīng)選最大阻值小的滑動變阻器R1。A1　V1　R1?。?）請畫出測量電阻Rx的實驗電路圖。（要求測量值的范圍盡可能大一些，所用器材用對應(yīng)的符號標出）答案：見解析圖　解析：電壓表內(nèi)阻很大，應(yīng)選用電流表外接法，電路圖如圖所示。（3）某次測量中，電壓表示數(shù)為U1時，電流表示數(shù)為I1，則計算待測電阻阻值的表達式為Rx＝ ?。??2. 用半偏法測電流表內(nèi)阻，提供的器材如下：干電池（電壓約為1.5 V），待測電流表A（0～50 μA，內(nèi)阻約 4 kΩ），電阻箱R1、R2（均為 0～9 999.9 Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。實驗電路圖如圖所示，有關(guān)實驗操作及測量如下：（1）①只閉合S，調(diào)節(jié)R1讓電流表A滿偏；②再閉合S1，R2調(diào)為3 770.0 Ω時，電流表A半偏，由此可得電流表的內(nèi)阻Rg的測量值為 Ω。解析：半偏法測電阻：電流表的內(nèi)阻等于所并聯(lián)電阻值，則電流表的內(nèi)阻為3 770 Ω；3 770.0?。?）測量值 （填“偏大”或者“偏小”）。解析：并聯(lián)電阻后總電流變大，故通過并聯(lián)電阻的電流大于電流表的電流，則其電阻小于電流表的內(nèi)阻，即R2小于Rg；偏小?。?）為了減小實驗誤差，在選擇儀器時，R1應(yīng)選 （填“較大阻值”或“較小阻值”）的。解析：本實驗的誤差是由于并聯(lián)上R2后導(dǎo)致總電阻減小、總電流增大而產(chǎn)生的，為了減小誤差，應(yīng)減小并聯(lián)R2對總電阻的影響，故R1應(yīng)選阻值較大的電阻。較大阻值　3. 某同學(xué)要測量微安表內(nèi)阻，可利用的實驗器材有：電源E（電壓1.5 V），電流表 （量程10 mA，內(nèi)阻約10 Ω），微安表 （量程100 μA，內(nèi)阻Rg待測，約1 kΩ），滑動變阻器R（最大阻值10 Ω），定值電阻R0（阻值10 Ω），開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）將圖中虛線框內(nèi)所示的器材符號連線，畫出實驗電路原理圖；答案：如圖所示解析：題中給出的滑動變阻器的最大阻值只有10 Ω，滑動變阻器采用分壓接法，為了精確得到微安表兩端的電壓，可將微安表與定值電阻并聯(lián)，通過電流關(guān)系得到電壓。（2）某次測量中，微安表的示數(shù)為90.0 μA，電流表的示數(shù)為9.00 mA，由此計算出微安表內(nèi)阻Rg＝ Ω。解析：并聯(lián)電路規(guī)律可得IGRg＝（I－IG）R0，解得Rg＝990 Ω。990　4. 現(xiàn)要測一未知電阻的阻值Rx，所給器材如下，一改裝后尚未校對的電流表A，滑動變阻器R1，電阻箱R2，單刀雙擲開關(guān)K1，單刀單擲開關(guān)K2，電源和導(dǎo)線。（1）在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。答案：見解析圖　解析：在已知電阻箱和一個電流表的情況下我們只有從替代法上考慮此題，電路原理如圖所示。解析： 實驗步驟：①連接好電路圖，將R1調(diào)到最大，閉合K2，將K1接A，調(diào)節(jié)R1讓電流表的示數(shù)為I0；②保持R1不變，將K1接B，調(diào)節(jié)R2讓電流表A的示數(shù)仍為I0；③電阻箱的阻值即為Rx的測量值。（2）寫出主要的實驗步驟。答案：見解析5. 實驗室有一個靈敏電流計G1，滿偏刻度為30格。某興趣小組想要較精確地測出它的滿偏電流Ig和內(nèi)阻Rg，實驗室中可供利用的器材有：待測靈敏電流計G1；靈敏電流計G2；電流表A：（量程為0～1 mA，內(nèi)阻約為100 Ω）；定值電阻R1：（阻值為200 Ω）；定值電阻R2：（阻值為400 Ω）；電阻箱R：（0～9 999.9 Ω）；滑動變阻器R3：（最大電阻2 000 Ω，額定電流1.5 A）；直流電源：電壓1.5 V；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。該小組設(shè)計的實驗電路圖如圖所示，連接好電路，并進行下列操作。（1）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A示數(shù)適當。（2）若靈敏電流計G2中的電流由a流向b，再調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱R的電阻 （選填“增大”或“減小”），直到G2中的電流為零。解析：靈敏電流計G2中的電流由a流向b，說明b點電勢比a點電勢低，R2兩端電壓大于電阻箱兩端電壓，故應(yīng)增大電阻箱R接入電路的阻值，當a、b兩點電勢相等時，流過G2的電流為零。增大　（3）當G2中電流為零時，讀出電阻箱連入電路的電阻為1 000.0 Ω，電流表A的示數(shù)為0.7 mA，靈敏電流計G1的指針指第20格的刻度線處，則靈敏電流計G1的滿偏電流Ig＝ μA，內(nèi)阻Rg＝ Ω。300　500　?6. 小李在實驗室測量一電阻Rx的阻值。（1）因電表內(nèi)阻未知，用如圖甲所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后，合上開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關(guān)K擲到1，電壓表的讀數(shù)U1＝1.65 V，電流表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)I1＝ A；將K擲到2，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U2＝1.75 V，I2＝0.33 A。由此可知應(yīng)采用電流表 （選填“內(nèi)”或“外”）接法。0.34　外　?（2）完成上述實驗后，小李進一步嘗試用其他方法進行實驗：①器材與連線如圖丙所示，請畫出對應(yīng)的電路圖；答案：圖見解析②先將單刀雙擲開關(guān)擲到左邊，記錄電流表讀數(shù)，再將單刀雙擲開關(guān)擲到右邊，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同，電阻箱的示數(shù)如圖丙所示，則待測電阻Rx＝ Ω。此方法 （選填“有”或“無”）明顯的實驗誤差，其理由是 ?。5　有　電阻箱的最小分度值與待測電阻比較接近?、谟深}意可知，使兩次電流表讀數(shù)盡量相同，則兩次電路的總電阻接近相等，可知待測電阻的阻值近似等于電阻箱的阻值，由題圖丙可知電阻箱的讀數(shù)為5 Ω，則Rx＝5 Ω。此方法有明顯的實驗誤差，因為電阻箱的最小分度值為1 Ω，與待測電阻（約5 Ω）比較接近，在調(diào)節(jié)電阻箱的阻值時，很可能無法使電流表的讀數(shù)與前一次完全相同，即電阻箱的阻值很可能無法調(diào)節(jié)到和待測電阻相同。解析：①電路圖如圖所示。7. （2017·全國Ⅱ卷）某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路測量一微安表（量程為100 μA，內(nèi)阻大約為2 500 Ω）的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠校?兩個滑動變阻器R1、R2（其中一個阻值為20 Ω，另一個阻值為2 000 Ω）；電阻箱Rz（最大阻值為99 999.9 Ω）；電源E（電動勢約為1.5 V）；單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。 　 （1）按原理圖（a）將圖（b）中的實物連線。答案：見解析圖解析：根據(jù)題中的原理圖（a），將題圖（b）中的實物連線如圖所示。（2）完成下列填空：①R1的阻值為 （填“20”或“2 000”）Ω。②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖（a）中滑動變阻器的 （填“左”或“右”）端對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。20　左?、蹖㈦娮柘銻z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置，最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢 （填“相等”或“不相等”）。④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為 Ω（結(jié)果保留到個位）。相等　2 550　?（3）寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議： ? ?。解析：要提高測量微安表內(nèi)阻的精度，可調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程。調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程　謝謝觀看!