测量导体的电阻导学案

课题：§ 2.12测量导体的电阻

2.掌握选择器材，连接电路及处理数据、分析误差的方法

导学案:

使用说明：用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容，明确简洁的记录自己遇到问题。

导学案分四个板块:

预习部分:

1.测量电路的比较和选择(大内、小外)

待测电阻R x大小的判断方法：比较R v/R x和R X/R A的大小

②R X/R A较小则说明 &接近电流表内阻，为

练习1用伏安法测电阻，可采用所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为

电流表内阻为0.5 Q.

(1)当测量100 0左右的电阻时，宜采用

电阻的测量值为__________ 0,真实值为

(2)若不知道电表的内阻，甲图示数为 2.0V、0.40A，乙图示数为3.0V、0.38A，应采用电

流表的____________ 接法，&的测量值为 _________________ .

I?-

一—(T)

编者：徐建朝

1. 了解测量电阻的方法及原理; 组长评价: 教师评价:

连接方式电流表内接法电流表外接法电路

=?=

误差来源电流表的分压电压表的分流

测量结果R测=U/I > R(，偏大R测=U/I < R x，偏小

适用条件测大电阻测小电阻

① 若R v/R x较小则说明R x接近电压表内阻，为电阻;

电路，读数分别为5.2 V、0.05 A,则此

乙

两接线柱时，能测量的最大电流是 A ,对应刻度盘上每一小格代表

A ，

图中表针示数为 .A ;当使用电流表的“ + ”和“一3 ” 两接线柱时，对应刻度盘

上每一小格代表

① 题目中出现“电压从 0可调”或“在较大范围内测量电压和电流” ②滑动变阻器的阻值较小（相对于待测电阻） ③使用限流接法时，超过用电器或电表的最大电流

练习2如图所示的电路中，若 ab 为输入端，AB 为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，贝y

（）

A. 空载时输出电压 U AB = U ab /2

B. 当AB 间接上负载 R 时，输出电压 U AB

C. AB 间的负载R 越大，U AB 越接近U ab /2

D. AB 间的负载R 越小，U AB 越接近U ab /2

注：由上题可以判断，滑动变阻器的阻值（相对于负载

U AB 接近U ab /2，几乎是线性调节，这样操作方便

3. 电表的读数问题表盘的最小刻度为

1、0.1、0.01或

2、0.2、0.02等读到最小刻度下一位；最小刻度为

0.5、0.05等非整刻度读到与最小位数相同

练习3如图所示，甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“ + ”和“一

R ）较

时，划片滑到中间位置,

0.6 ” 2.控制电路比较和选择

以下三种情况应选用分压接法:

-A ，图中表针示数为

探究点一仪器选择及电路设计

问题1仪器的的选择:

（1）安全性原则;

（2）准确性原则（指针尽量接近 2/3偏）；

（3）操作方便原则（滑动变阻器） ①

分压接法要选用小的 R 变（相对于待测电阻）

② 限流接法要选比待测电阻略大或相当的 R 变;

③

特别大的滑动变阻器是“废物”

练习1【2011天津】某同学测量阻值约为 25k Q 的电阻R x ,实验要求电表的读数尽可能的准确，且在较大的

范围内测量电压及电流，现备有下列器材：

E .直流电源（20 V ,允许最大电流1 A ）; F.滑动变阻器（最大阻值 1 kQ,额定功率1 W ）; G .滑动变阻器（最大阻值 100 kQ,额定功率2W ）;

H .电键和导线若干。

注意：选表的一般顺序为先根据“用电器和电源”选电压表，然后再根据“电压和待测电

阻R x ”判断电流表，最后判断内外接

探究部分：（30分钟）

伏安法Rx=U/l

选表、判断内外

判断分压、限流选滑动变阻器

画电路图、连接实物图

A .电流表（量程

100 pA ,内阻约为 2 kQ); B .电流表 500 pA ,内阻约为300 Q);

C.电压表（量程 15 V ,内阻约为100 k Q);

D .电流表

（量程

50 V ,内阻约为500 k Q);

（1）电流表应选 ____ ⑵滑动变阻器应选用

,电压表应选

接法，应选用

，应选用电流表的

接法;

（3）请画出电路图，连接实物

图。

探究点二数据处理及误差分析

问题1【2012北京卷】在测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准. 待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为mm（该值接近多次测量的平均值

T 0

⑵用伏安法测金属丝的电阻R x?实验所用器材为：电池组（电动势3 V,内阻约1 Q、）电流表

（内阻约0.1 Q）电压表（内阻约3 k Q、）滑动变阻器R（0?20 Q额定电流2 A）、开关、导线若干.

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

图3

（3）图3是测量R<的实验器材实物图，请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的

连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏.

.—占—

乙

甲

图2

次数 1 2 3 4 5 6 7

U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30

I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520

中的

由以上实验数据可知，他们测量&是采用图

.（选填甲”或乙” ?）

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标，图中已

标出了4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量

数据的坐标点，并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值R<= Q 保留两位有效数字），由电路

图2可以判断测量结果R测________________________ R真.

⑸根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为

_______ （填选项前的符号）.

—2 —3

A. 1 X 10 m

B. 1 X 10 Q-m

—6 —8

C. 1 X 10 m

D. 1 X 10 Q-m

（6）任何实验测量都存在误差.

本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确

的选项是 ___________________________ （有多个正确选项）.

A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D. 用U -I 图象处理数据求金属线电阻可以减小偶然误差

注意事项：①金属丝的电阻比较小，一般采用

”外接法”；

②金属丝的电阻率会随温度变化，

电流不宜过大（电流表经常选小量程 0.6A ）.

探究点三电表内阻的测量问题1某电流表的内阻在 0.1 A0.2 Q 之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下:

A. 待测电流表 A 1 （量程0.6A ）

B. 电压表V 1 （量程3V ,内阻约2kQ ） D. 滑动变阻器 R 1 （最大电阻20 Q ） E. 定值电阻F 2 （阻值5 Q ）

F.电源E （电动势4V ）

G.电键S 及导线若干（1）电压表应选用 _________ ; （2）滑动变阻器应选用

（4）如测得电压表的读数为 U,电流表的读数为I ，则电流表的

A 1内阻为R A = 问题2【2010天津】要测量电压表 V 的内阻F V ,其量程为

实验室提供的器材有:

电压表V 2,量程5V ，内阻约为5kQ; 定值电阻R 1,阻值30 Q;

定值电阻R 2,阻值为3kQ;

滑动变阻器R 3,最大阻值100 Q,额定电流1.5A ; 开关S 一个，导线若干。

② 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表

测量尽量准确，试画出符合要求的实验电路图，并标出所选元件的相应字母代号

③ _______________________________________________ 由上问写出 V 1内阻R v 的表达方式 ______ ，各测量量的物理意义 _______________________________________ 小结：电表是特殊的电阻，它能够自报“电压或电流”

，另外思考上面两种测量方法是否存在系统误差（原理方面）

C.电压表V 2 （量程15V ，内阻约10k Q ） 2V ,内阻约2k Q.

电流表A ,量程0.6A ，内阻约0.1 Q; V 1内阻F V 的实验电路。要求

电源E ,电动势6V ,内阻约 0.5Q;

①有人拟将待测电压表 V 1 压和电流，再计算出 F V 。和电流表A 串联接入电压合适的测量电路中，测出该方案

实际上不可行，其最主要的原因是

—

，接法；（3）画出实验电路图;

V 1的电

探究点四其他测量电阻的方法

问题1【2012广东】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，某次测量的示数如左图所示，长度为

cm ,

问题2 （课本P 66课后题）一个电压表内阻为 20K 0,把它和一个大电阻 F X 串联后接在110V 的电路两端，电压表读数为

5V ,待测电阻R ,的大小 _______________ .

题中“内阻已知的电压表” 可当成电流表，这提供了一种用两个电压表测量大电阻的方法；练习2【2010福建】下表是一些准备用来测量待测电阻

F X 阻值的实验器材，如下表所示:

为了测量准确，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。

请在所给的实验器材中选择若干合适的器材

导线若干），画出满足要求的测量 R ＜阻值的电路图（电表要标明符号）。说一说：能用两个电流表（其中一个内阻已知）测量某个小电阻吗？

如果能的话请试着画出“电路图”并用可测量写出“

R x 的表达式”

mm.

直径为

② 按右图图连接电路后，实验操作如下：

（a ）将滑动变阻器R 的阻值置于最

调节R i ,使电流表示数为

（b ）将电阻箱F 2的阻值调至最

节R 2,使电流表示数仍为 ③ 由此可知，圆柱体的电阻为

==^

I- 30 m 25

处（填大”或小”；）将S 2拨向接点1闭合S,

________ （填大”或小” ,S 2拨向接点2）保持R i 不变，调 I 。，此时R 2

阻值为1280 0

待测电阻F X 电源E 电压表 V i 电压表 V 2

电流表滑动变阻器

阻值在900 0-1000 Q 之间具有一定内阻，电动势约

9.0V

壬口量程

壬口量程 2.0V , 5.0V , 3.0A , 最大阻值约

内阻内阻内阻 r i =1000 0

「2=2500 0

r=0.10 0

100 0,额定电流0.5A

（包含开关S 、

§ 2.12测量导体的电阻课后巩固

1.为了准确测量待测电阻器R x （阻值约为10 Q）的阻值，有下列器材可供选择

（量程3A,内阻r1约为0.2 Q)

（量程0.6A，内阻「2约为1

Q）

（量程15V，内阻约10k Q)

（量程3V,内阻约2k Q)

A .电流表

B.电流表

C.电压表

D.电压表

E.滑动变阻器R （最大阻值为5 Q）

F.电源（电动势3V,内阻约为1 Q）

H.导线、电键

（1）电压表应选__________ ，电流表应选

（2）在方框中画出测量电路的原理图；

（3）恰当选择测量电路后测得电压表、电流表的示数分别是

器的阻值R x= ________ Q（结果保留两位有效数字）

2.某同学做“测量金属丝电阻率”的实验.

①首先，他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，并求出其平均值作为金属

丝的直径d.某次测量如图3所示，这次测量金属导线的直径为 _

（填选项对应的字母）

1.90V、0.20A，则待测电阻

mm;

②然后他测量了金属丝的电阻，实验中使用的器材有：

金属丝（接入电路的长度X0为1m，电阻约5Q?6 Q）

直流电源（4.5 V,内阻不计）电流表

（200mA，内阻约1.0 Q）

电压表（3V,内阻约3k Q）滑

动变阻器（

F.定值电阻R i

E. 50 Q, 1.5A)

(5.0 Q,

1.5A)

G.定值电阻R2(10.0 Q,

1.0A)

（100.0Q,

1.0A）

I.开关，导线若干

H.定值电阻R3

该同学实验时的电路图如图

4所示，且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值，定值

（选填“ R i ”、“R 2” 或“ F 3”）; ③

该同学根据测量时电流表的读数 I 、电压表的读数U 描绘的U — I 图

象如图5所示，根据

图象可以求得金属丝的电阻 F X = ④

设法保持金属丝的温

度不变，而逐渐减小上述金属丝（接入电路长度为

X 0）接入电路的

长度X ,当电压表的示数保持不变时，下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率随X 变化规律的是（）

电阻应该选 Q.

3.某电压表的内阻在20 k 0?50 k 0之间，现要测量其内阻，提供下列可供选用的器材:

A.待测电压表V （量程3 V）

B.电流表A i （量程200 3）

C.电流表A2 （量程5 mA）

D.电流表A3 （量程0.6 A）

F.滑动变阻器R （最大值1 k0）

G.电源E （电动势4 V）,开关S

（1）所提供的电流表中，应选用 _

（2）为减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图.

4.某小组利用提供的器材测量一待测电阻的阻值，可选用器材的代号和规格如下：

r i= 5Q)

r2约为5 0)

待测电阻R （阻值约为100 Q）滑

动变阻器R （最大阻值10 Q）

蓄电池E （电动势为6V,内阻，

单刀单掷开关S,导线若干

①设计的实验电路原理图如图所示，请用笔画线代替

导线，将下列实验器材按电路原理图连成实验电路，

并在电表下方的虚线框内标明电表的符号；

②他们需要直接测量的物理量是___________________ ，用所测

r约为1 Q)

fit 物理量表示待测电阻的计算式为R x=

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