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新人教版 必修三
第十一章 电路及其应用
第3节(第二课时 ) 伏安法测电阻
新课引入
用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，这种方法称为伏安法
（1）.安培表是测量电流的工具，实验室学生用表表盘刻度上有3大格，每大格又分10小格。有0~0.6A和0~3A两个量程。
（2）.伏特表是测量电压的工具，实验室学生用表表盘刻度上有3大格，每大格又分10小格。有0~3V和0~15V两个量程。
学习任务一：电表的连接
1.电流表和电压表的结构
量程选择 使用事项 电表估读
选择合适量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的1/3，但又不能超过量程 (1)使用前应先进行零点调整(机械调零) (2)红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔 (3)红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表 (1)最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的1/10(即估读到最小分度的下一位)
(2)最小分度是“2，0.2，0.02，…”时，估读到最小分度的1/2(即估读到最小分度的本位)
(3)最小分度是“5，0.5，0.05，…”时，估读到最小分度的1/5(即估读到最小分度的本位)
学习任务一：电表的连接
2.电压表和电流表的使用与读数
学习任务一：电表的连接
3.两种连接电路
①电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”
②电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”
A
V
R
A
V
R
注：因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．实验中应该如何选择哪
电压表示数：
电流表示数：
电流表外接法
A
V
Rx
误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小。测量小电阻，即Rx<学习任务一：电表的连接
4.两种连接电路选择
电压表示数：
电流表示数：
电流表内接法
误差来源于电流表的分压，分压越小，误差越小。测量大电阻，即Rx>>RA情况下，使用内接法误差较小。
A
V
Rx
学习任务一：电表的连接
“内外接”方法的选择——规律
内接法
RX
V
A
RX
A
V
外接法
2.误差：大内偏大，小外偏小
当 （即 )时用内接法
当　　 （即 )时用外接法
当　　 （即 )时两种接法均可
1.结论：大内小外
学习任务一：电表的连接
3. 小结
若伏特表示数有明显变化，
即　　　　 用外接；
若安培表示数有明显变化，
即　　　　 用内接。
V
A
S
a
b
R
学习任务一：电表的连接
4. 试探法
按内外接的方式依次连接，观察电流表、电压表示数变化情况。
学习任务二：滑动变阻器的连接
测量未知电阻时，需取同一电阻的多组电压和电流值。此时可接入滑动变阻器，能起到直接改变测量电阻的电流或电压大小的作用，达到测多组数据的实验效果。
那么，滑动变阻器该如何接入电路呢？
学习任务二：滑动变阻器的连接
限流式
U0
S
R
A
B
P
Rx
分压式
U0
S
P
Rx
R
A
B
目的：调节滑动变阻器使得电阻有多组U、I数据.
1.滑动变阻器的接法
学习任务二：滑动变阻器的连接
U0
S
R
A
B
P
Rx
内阻不计
当滑片P处于A端：
滑变接入阻值RP=0;
待测电阻所分电压最大，为U0；
待测电阻的电流
当滑片P处于B端：
滑变接入阻值RP=Rmax；
待测阻值所分电压最小
待测电阻的电流
滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况
2.限流式接法
学习任务二：滑动变阻器的连接
U0
S
P
Rx
R
A
B
3.分压式接法
当滑片P处于A端：
滑变全部阻值Rmax与Rx并联
(RAP=0；RBP=Rmax与Rx并联)
待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；
待测电阻的电流
当滑片P处于B端：
滑变接入全部阻值Rmax，此时Rx被短路
(RAP=Rmax;RBP=0与Rx并联)
待测阻值所分电压最小，为0；
待测电阻的电流为0
滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况电源内阻不计
学习任务二：滑动变阻器的连接
1.限流接法:
优点:电路结构简单、操作方便、耗能少。
缺点：电压或电流不能从0变起、调节范围小。
U0
S
R
A
B
P
Rx
U0
S
P
Rx
R
A
B
2.分压接法：
优点:电压或电流能从0调节，调节范围大。
缺点：电路结构复杂、操作不方便、耗能多。
4.两种接法的优缺点
学习任务二：滑动变阻器的连接
以下3种情况必须用分压接法：
(1)当要求电压或电流从0变起时;
(2)当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的总阻值时;
(3)当采用限流接法，无论怎样调节都不能保证电路的安全时。
（注：当两种接法均可时，一般采用限流接法。）
(1)当采用限流接法时，选择总电阻与待测电阻的阻值相接近的那一个。
(2)当采用分压接法时，选择总电阻小而额定电流大的那一个。
5.两种连接方法的选择
6.滑动变阻器的选择
学习任务三：电路的连接
分压外接法
V
A
Rx
分压内接法
A
V
Rx
限流内接法
Rx
A
V
限流外接法
Rx
A
V
1.测电阻的四种常用电路
由于电阻丝的电阻较小，做实验时，选择外接法；当不要求电压从0开始调节，可选择耗能较低的限流法
1.安全性原则：例如电压表与电流表不能超过量程。
2.精确性原则：例如电压表与电流表的指针偏角不能过小，应使其指针偏角不小于满偏的1/3.
3.方便性原则
4.经济性原则
2.器材的选择
学习任务三：电路的连接
当堂达标检测
1．图中画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图．图中电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.1Ω，被测导体R的真实电阻为87.4Ω．测量时，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值．如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值各是多少？你能从中得出什么结论？
当堂达标检测
【详解】如果不考虑操作的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，
甲图中电阻测量值为：R= =80.3Ω
乙图中电阻测量值为：R=RA+R实=87.5Ω
因电压表的内阻不是远大于所测电阻的阻值，则用图甲电压表分流较大，误差大；
而电流表内阻远小于所测电阻时，用图乙接法，误差小；
2.某小组利用电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3kΩ)等器材测金属丝电阻，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻Rx＝50Ω.他们采用的是图乙中的________电路图，Rx的真实值________(填“大于”“小于”或“等于”)50 Ω.
A
小于
当堂达标检测
在做“金属丝电阻率的测量”的实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属丝的电阻值Rx约为20 Ω。一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量,这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能大。他可选用的器材有:
直流电源,电压为8 V;电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.50 Ω);
电压表V(量程10 V,内阻约为10 kΩ);滑动变阻器R
(最大电阻值为5.0 Ω);开关一个,导线若干。




(1)根据上述条件,测量时电流表应采用　　　　　。(填“外接法”或“内接法”)
(2)在方框内画出实验电路图。
(3)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,且电流表内阻RA与电压表内阻RV均为 已知量,用测量物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式:Rx=　　　。
当堂达标检测
【解析】(1)待测电阻约为20Ω,是电流表内阻的40倍,但电压表内阻是待测电阻的500倍,故电阻Rx为小电阻,采用外接法。
(2)因为要使Rx两端的电压变化范围尽可能的大,所以滑动变阻器要采用分压式,电路图如图所示。
E
S
R
Rx
A
V
当堂达标检测
(3)电压表分得的电流为
所以,Rx中的电流
则

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