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新人教版 必修三
第十一章 電路及其應用
第3節(第二課時 ) 伏安法測電阻
新課引入
用電壓表測出電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過電阻的電流I，利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值R，這種方法稱為伏安法
（1）.安培表是測量電流的工具，實驗室學生用表表盤刻度上有3大格，每大格又分10小格。有0~0.6A和0~3A兩個量程。
（2）.伏特表是測量電壓的工具，實驗室學生用表表盤刻度上有3大格，每大格又分10小格。有0~3V和0~15V兩個量程。
學習任務一：電表的連接
1.電流表和電壓表的結構
量程選擇 使用事項 電表估讀
選擇合適量程：使得測量時指針偏轉角度要盡可能大，一般要求超過量程的1/3，但又不能超過量程 (1)使用前應先進行零點調整(機械調零) (2)紅表筆插“＋”插孔，黑表筆插“－”插孔 (3)紅表筆接電勢高處，黑表筆接電勢低處，即電流從紅表筆進表，從黑表筆出表 (1)最小分度是“1，0.1，0.01，…”時，估讀到最小分度的1/10(即估讀到最小分度的下一位)
(2)最小分度是“2，0.2，0.02，…”時，估讀到最小分度的1/2(即估讀到最小分度的本位)
(3)最小分度是“5，0.5，0.05，…”時，估讀到最小分度的1/5(即估讀到最小分度的本位)
學習任務一：電表的連接
2.電壓表和電流表的使用與讀數
學習任務一：電表的連接
3.兩種連接電路
①電流表接在電壓表兩接線柱外側，通常叫“外接法”
②電流表接在電壓表兩接線柱內側，通常叫“內接法”
A
V
R
A
V
R
注：因為電流表、電壓表分別有分壓、分流作用,因此兩種方法測量電阻都有誤差．實驗中應該如何選擇哪
電壓表示數：
電流表示數：
電流表外接法
A
V
Rx
誤差來源于電壓表的分流，分流越小，誤差越小。測量小電阻，即Rx<學習任務一：電表的連接
4.兩種連接電路選擇
電壓表示數：
電流表示數：
電流表內接法
誤差來源于電流表的分壓，分壓越小，誤差越小。測量大電阻，即Rx>>RA情況下，使用內接法誤差較小。
A
V
Rx
學習任務一：電表的連接
“內外接”方法的選擇——規律
內接法
RX
V
A
RX
A
V
外接法
2.誤差：大內偏大，小外偏小
當 （即 )時用內接法
當　　 （即 )時用外接法
當　　 （即 )時兩種接法均可
1.結論：大內小外
學習任務一：電表的連接
3. 小結
若伏特表示數有明顯變化，
即　　　　 用外接；
若安培表示數有明顯變化，
即　　　　 用內接。
V
A
S
a
b
R
學習任務一：電表的連接
4. 試探法
按內外接的方式依次連接，觀察電流表、電壓表示數變化情況。
學習任務二：滑動變阻器的連接
測量未知電阻時，需取同一電阻的多組電壓和電流值。此時可接入滑動變阻器，能起到直接改變測量電阻的電流或電壓大小的作用，達到測多組數據的實驗效果。
那么，滑動變阻器該如何接入電路呢？
學習任務二：滑動變阻器的連接
限流式
U0
S
R
A
B
P
Rx
分壓式
U0
S
P
Rx
R
A
B
目的：調節滑動變阻器使得電阻有多組U、I數據.
1.滑動變阻器的接法
學習任務二：滑動變阻器的連接
U0
S
R
A
B
P
Rx
內阻不計
當滑片P處于A端：
滑變接入阻值RP=0;
待測電阻所分電壓最大，為U0；
待測電阻的電流
當滑片P處于B端：
滑變接入阻值RP=Rmax；
待測阻值所分電壓最小
待測電阻的電流
滑片P在移動過程中，待測電阻RX的電壓和電流變化情況
2.限流式接法
學習任務二：滑動變阻器的連接
U0
S
P
Rx
R
A
B
3.分壓式接法
當滑片P處于A端：
滑變全部阻值Rmax與Rx并聯
(RAP=0；RBP=Rmax與Rx并聯)
待測電阻所分電壓最大，為電源電壓U0；
待測電阻的電流
當滑片P處于B端：
滑變接入全部阻值Rmax，此時Rx被短路
(RAP=Rmax;RBP=0與Rx并聯)
待測阻值所分電壓最小，為0；
待測電阻的電流為0
滑片P在移動過程中，待測電阻RX的電壓和電流變化情況電源內阻不計
學習任務二：滑動變阻器的連接
1.限流接法:
優點:電路結構簡單、操作方便、耗能少。
缺點：電壓或電流不能從0變起、調節范圍小。
U0
S
R
A
B
P
Rx
U0
S
P
Rx
R
A
B
2.分壓接法：
優點:電壓或電流能從0調節，調節范圍大。
缺點：電路結構復雜、操作不方便、耗能多。
4.兩種接法的優缺點
學習任務二：滑動變阻器的連接
以下3種情況必須用分壓接法：
(1)當要求電壓或電流從0變起時;
(2)當待測電阻的阻值遠大于滑動變阻器的總阻值時;
(3)當采用限流接法，無論怎樣調節都不能保證電路的安全時。
（注：當兩種接法均可時，一般采用限流接法。）
(1)當采用限流接法時，選擇總電阻與待測電阻的阻值相接近的那一個。
(2)當采用分壓接法時，選擇總電阻小而額定電流大的那一個。
5.兩種連接方法的選擇
6.滑動變阻器的選擇
學習任務三：電路的連接
分壓外接法
V
A
Rx
分壓內接法
A
V
Rx
限流內接法
Rx
A
V
限流外接法
Rx
A
V
1.測電阻的四種常用電路
由于電阻絲的電阻較小，做實驗時，選擇外接法；當不要求電壓從0開始調節，可選擇耗能較低的限流法
1.安全性原則：例如電壓表與電流表不能超過量程。
2.精確性原則：例如電壓表與電流表的指針偏角不能過小，應使其指針偏角不小于滿偏的1/3.
3.方便性原則
4.經濟性原則
2.器材的選擇
學習任務三：電路的連接
當堂達標檢測
1．圖中畫出了用電壓表、電流表測量導體電阻的兩種電路圖．圖中電壓表的內阻為1kΩ，電流表內阻為0.1Ω，被測導體R的真實電阻為87.4Ω．測量時，把電壓表讀數和電流表讀數的比值作為電阻的測量值．如果不考慮實驗操作中的偶然誤差，按甲、乙兩種電路進行實驗，得到的電阻測量值各是多少？你能從中得出什么結論？
當堂達標檢測
【詳解】如果不考慮操作的偶然誤差，按甲、乙兩種電路進行實驗，
甲圖中電阻測量值為：R= =80.3Ω
乙圖中電阻測量值為：R=RA+R實=87.5Ω
因電壓表的內阻不是遠大于所測電阻的阻值，則用圖甲電壓表分流較大，誤差大；
而電流表內阻遠小于所測電阻時，用圖乙接法，誤差小；
2.某小組利用電流表(內阻約0.1 Ω)、電壓表(內阻約3kΩ)等器材測金屬絲電阻，要求電壓和電流均從0開始測量，得到多組電流、電壓數據，求出金屬絲的電阻Rx＝50Ω.他們采用的是圖乙中的________電路圖，Rx的真實值________(填“大于”“小于”或“等于”)50 Ω.
A
小于
當堂達標檢測
在做“金屬絲電阻率的測量”的實驗時,需要對金屬絲的電阻進行測量,已知金屬絲的電阻值Rx約為20 Ω。一位同學用伏安法對這個電阻的阻值進行了比較精確的測量,這位同學想使被測電阻Rx兩端的電壓變化范圍盡可能大。他可選用的器材有:
直流電源,電壓為8 V;電流表A(量程0.6 A,內阻約為0.50 Ω);
電壓表V(量程10 V,內阻約為10 kΩ);滑動變阻器R
(最大電阻值為5.0 Ω);開關一個,導線若干。




(1)根據上述條件,測量時電流表應采用　　　　　。(填“外接法”或“內接法”)
(2)在方框內畫出實驗電路圖。
(3)若在上述實驗中,電流表的示數為I,電壓表的示數為U,且電流表內阻RA與電壓表內阻RV均為 已知量,用測量物理量和電表內阻計算金屬絲電阻的表達式:Rx=　　　。
當堂達標檢測
【解析】(1)待測電阻約為20Ω,是電流表內阻的40倍,但電壓表內阻是待測電阻的500倍,故電阻Rx為小電阻,采用外接法。
(2)因為要使Rx兩端的電壓變化范圍盡可能的大,所以滑動變阻器要采用分壓式,電路圖如圖所示。
E
S
R
Rx
A
V
當堂達標檢測
(3)電壓表分得的電流為
所以,Rx中的電流
則

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