高中物理新教材同步必修第三册课件+讲义 第11章 专题强化7 电阻的测量

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高中物理新教材同步课件必修第三册高中物理新教材特点分析（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。第十一章　电路及其应用专题强化7　电阻的测量1.建立伏安法测电阻的电路模型，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.学会用替代法、半偏法及电桥法测电阻.【学习目标】【内容索引】探究重点提升素养专题强化练TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG探究重点　提升素养1一、伏安法测电阻例1　(2020·北京十一学校期末)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值.(1)现有电源(4 V)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：A.电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω)B.电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)C.电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)D.电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)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1中的 (选填“甲”或“乙”).图1BC甲解析　因电源的电压为4 V，因此电压表选择3 V量程；由于电阻Rx的阻值约为5 Ω，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.8 A，从精确角度来说，电流表选择0.6 A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)图2是测量Rx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.图2答案　见解析图解析　连接的实物图如图所示.(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I、电压表示数U.某次两电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx＝ Ω(保留2位有效数字).图35.2解析　电压表的示数为U＝2.60 V，电流表的示数为I＝0.50 A，该电阻的测量值Rx＝ ＝5.2 Ω.(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Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx的电流值C.电压表测量值小于Rx两端的电压值D.电压表测量值大于Rx两端的电压值BD解析　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Rx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Rx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Rx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Rx两端的电压值，选D.二、替代法测电阻实验原理：如图4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.图4例2　(2020·辽宁辽师大附中)某同学用如图5甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻：(1)请在乙图中将实物连线补充完整；图5答案　见解析图解析　对比电路图可将实物图连接完整，如图所示(2)闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0；然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0.若此时电阻箱阻值R2＝200 Ω，则灵敏电流计G的内阻Rg＝ Ω.200解析　本实验采用等效替代法，两次电流表G0示数相同，故两次回路总电阻相同，在其他元件不变的情况下，电阻箱的示数等于灵敏电流计G的内阻，故Rg＝200 Ω.三、半偏法测电表内阻1.“半偏法”测电流表的内阻测量原理：实验电路如图6所示.图6(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；(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；(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.2.“半偏法”测电压表的内阻测量原理：实验电路如图7所示.(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.图7例3　某学习兴趣小组欲采用如图8所示电路测量电压表的内阻RV，待测电压表的量程为 1 V，内阻约为1 000 Ω.图8(1)在备选的甲、乙两个滑动变阻器的铭牌上分别标有(200 Ω　1 A)、(10 Ω　2 A)，为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器R1应选用 (选填“甲”或“乙”).乙解析　由题图可知，滑动变阻器乙的最大阻值较小，额定电流较大，实验电路选择分压式，所以为保证实验操作安全方便，滑动变阻器应选择乙.(2)同学们的实验步骤如下，请将步骤Ⅰ补充完整：Ⅰ.正确连接好电路后，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到 (选填“最左端”或“最右端”).Ⅱ.闭合开关S1和S2，调节R1，使电压表指针指到1 V刻度处.Ⅲ.保持S1闭合、滑动变阻器R1的滑片位置不变，断开S2，调整电阻箱R2的阻值，使电压表的指针指到0.5 V刻度处，此时电阻箱R2的示数为990 Ω.最左端解析　由题图电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到最左端，使待测支路电流为零.(3)该电压表内阻的测量值为 Ω.990解析　断开开关S2后认为分压电路分压不变，仍为1 V，电压表示数为0.5 V，说明电阻箱两端电压为0.5 V，电压表与电阻箱串联，它们两端电压相等，由串联电路特点可知，它们的阻值相等，则电压表内阻等于电阻箱阻值990 Ω.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，为此他们用图9所示电路测定该电流表的内阻，实验室可提供的器材如下：图9A.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 AD.滑动变阻器R2：最大阻值为16 kΩ，额定电流为0.5 AE.电阻箱R0：阻值范围0～9 999.9 ΩF.开关两个，导线若干(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.(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.(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解析　由电压表改装原理：Ig(Rg＋R)＝U，代入数据解得：R＝9 900 Ω.返回ZHUAN TI QIANG HUA LIAN专题强化练21.某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A.电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)B.电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)C.电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)D.电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)E.电源(1.5 V，额定电流0.5 A)F.电源(12 V，额定电流2 A)G.滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)123456(1)为使测量尽量准确，电压表选用 ，电流表选用 ，电源选用 .(均填器材的字母代号)123456BCF解析　由于待测电阻的阻值较大，若选用电压表A，会导致待测电阻电流过小，电流表示数变化不明显，读数误差较大，故电压表应选B；为了让电流表示数有明显变化，电源应选F；回路中最大的电流约为I＝ ＝1.2 mA，故电流表应选C.(2)在方框中画出测量Rx阻值的实验电路图.123456答案　见解析图解析　由于滑动变阻器的最大阻值较小，所以滑动变阻器采用分压式接法；又 ，所以电流表采用内接法，如图所示.123456(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会 (填“大于”“小于”或“等于”)其真实值，原因是 .123456大于电流表的分压作用(其他正确表述也可)解析　由于电流表采用内接法，电流表的分压作用导致电压表的示数大于待测电阻两端的真实电压，待测电阻测量值大于真实值，因此电流表的分压作用是造成待测电阻测量值大于真实值的主要原因.2.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体尺寸和电阻.123456图1(1)已知圆柱体的长度，使用螺旋测微器测量圆柱体的直径，某次测量的示数如图1甲所示，直径为 mm.5.315(5.313～5.317均可)解析　螺旋测微器读数为5 mm＋0.01×31.5 mm＝5.315 mm.(2)按图乙连接电路后，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I0.123456解析　考虑电路安全性，闭合开关前R1应调为最大值.大②将电阻箱R2的阻值调到最 (选填“大”或“小”)，将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R2的阻值为1 280 Ω.123456解析　为防止烧坏电流表，R2应从最大值开始逐渐调小，所以最初R2应调到最大值.大(3)由此可知，圆柱体的电阻为 Ω.123456解析　此电路利用等效替代法测电阻，所以R圆柱体＝R2＝1 280 Ω.1 2803.(2020·全国卷Ⅰ)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图2(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图(b)所示的两条U－I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数.123456图2回答下列问题：(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 (填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.123456O、P解析　若通过Rx的电流相等，由题图(b)知图线Ⅰ对应的电压值较大，由R＝ 可知图线Ⅰ所测电阻较大，图线Ⅱ所测电阻较小，则图线Ⅱ是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的.123456(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 Ω(保留1位小数).123456Ⅰ50.5123456(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 Ω(保留1位小数).12345650.0123456解析　电压表跨接在O、Q之间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则R＝RⅠ－RA＝(50.5－0.5) Ω＝50.0 Ω.4.为了测量阻值范围在200～300 Ω之间的电阻Rx的阻值，实验室提供了如下器材：A.电阻箱R(阻值范围0～999.9 Ω)B.毫安表(量程0～3 mA，内阻约100 Ω)C.直流电源(约3 V，内阻不计)D.两个单刀单掷开关，导线若干123456(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图3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S1，记下毫安表的读数；②断开S1，闭合开关S2，调节电阻箱R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R1.假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx＝ .123456图3R1解析　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Rx＝R1.123456(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R调到最大，然后闭合S1、S2，调节R，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R2.②断开S2，调节R，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R3.假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx＝ .123456R2－R3解析　根据乙同学的实验步骤可知R2＝R3＋Rx，则Rx＝R2－R3.(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 .123456甲当闭合开关S1后，电路中电流大于毫安表的量程解析　题图甲电路中，开关S1接通后，毫安表的读数最小值为：I＝＝ A＝7.5 mA，已超过了毫安表的量程，故此设计不合理.5.甲同学要把一个量程为0～200 μA的直流电流计G，改装成量程是0～3 V的直流电压表.123456(1)他按图4所示电路，用半偏法测定电流计G的内电阻Rg，其中电阻R0约为1 kΩ，为使Rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电阻器R1应选用 ，电阻器R2应选用 .(选填器材前的字母)A.电源(6 V)B.电阻箱(0～999.9 Ω)C.滑动变阻器(0～500 Ω)D.电阻器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～51 kΩ)E.电阻器(0～5.1 kΩ)图4BD123456123456(2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大，后续的实验操作步骤依次是 ， ， ， ，最后记录R1的阻值并整理好器材.(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)A.闭合S2B.闭合S1C.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半D.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度E.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度A　 D　 B　 E123456解析　半偏法测电阻的实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，闭合开关S2，调节滑动变阻器R2，使电流计指针满偏；第三步，闭合开关S1，改变电阻箱R1的阻值，当电流计指针半偏时记下电阻箱读数，此时电阻箱的阻值等于电流计内阻Rg，故应选A、D、B、E.123456(3)如果所得的R1的阻值为300.0 Ω，则图中被测电流计G的内阻Rg的测量值为 Ω，该测量值 实际值(选填“略大于”“略小于”或“等于”).300.0略小于123456解析　如果所得的R1的阻值为300.0 Ω，则题图中被测电流计G的内阻Rg的测量值为300.0 Ω.实际上电阻箱并入后，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入电路的电阻小于电流计的电阻，所以，该测量值略小于实际值.6.(2020·厦门六中期末)某同学利用如图5(a)所示电路测量量程为2.5 V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R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(3 V)，开关1个，导线若干.123456图5实验步骤如下：①按电路原理图(a)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(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；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2.0 V，记下电阻箱的阻值.123456回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器 (填“R1”或“R2”).123456R1解析　调节电阻箱时需要滑动变阻器上的分压保持不变，需要电压表的电阻远大于滑动变阻器的电阻，故滑动变阻器选阻值小的，故选滑动变阻器R1；(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.123456答案　见解析图解析　实物图连线如图所示；123456(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 Ω(结果保留到个位).1234562 520解析　电压表和电阻箱整体分压不变，故：U＝U′＋ ·R代入数据解得：RV＝2 520 Ω.返回