2025高考物理步步高同步練習(xí)必修3學(xué)習(xí)筆記實(shí)驗(yàn)2　金屬絲電阻率的測(cè)量

2025高考物理步步高同步練習(xí)必修3學(xué)習(xí)筆記實(shí)驗(yàn)2金屬絲電阻率的測(cè)量[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.掌握測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)原理和方法.2.了解伏安法測(cè)電阻的思路及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法．一、實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，如圖，取一段金屬電阻絲連接到電路中，測(cè)出電阻絲的______________、____________和直徑d(S＝__________)，由R＝ρeq\f(l,S)得：ρ＝__________(用R、S、l表示)＝__________(用R、d、l表示)，從而計(jì)算出該電阻絲所用材料的電阻率．二、物理量的測(cè)量1．電阻的測(cè)量根據(jù)伏安法測(cè)電阻的思想：用電壓表測(cè)電阻絲兩端的電壓，用電流表測(cè)電阻絲中的電流，讀出多組電壓、電流值，通過U－I圖像求R.2．電阻絲有效長(zhǎng)度的測(cè)量用____________測(cè)量電阻絲________________的有效長(zhǎng)度l.反復(fù)測(cè)量多次，得到有效長(zhǎng)度的平均值．3．電阻絲直徑的測(cè)量電阻絲比較細(xì)，所以我們采用累積的方法測(cè)量，或選取________________或________________來測(cè)量電阻絲的直徑d.在不同位置測(cè)量三次，取平均值d后，根據(jù)S＝______________計(jì)算出電阻絲的橫截面積S.三、數(shù)據(jù)分析1．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)公式法求電阻：測(cè)量多組________、________值，求出對(duì)應(yīng)的電阻后取平均值，不能對(duì)電流、電壓取平均值．(2)圖像法求電阻：作出U－I圖像，由圖像的________求出電阻值，在設(shè)定標(biāo)度時(shí)要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮．(3)計(jì)算導(dǎo)體的電阻率：將三個(gè)測(cè)量值代入公式ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)即可求電阻絲的電阻率．2．誤差分析(1)電阻絲通電時(shí)溫度升高，使所測(cè)電阻率比常溫下電阻率略大．(2)電阻絲長(zhǎng)度及電阻絲直徑測(cè)量不準(zhǔn)確.一、實(shí)驗(yàn)原理和操作例1在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖所示，則該金屬絲直徑的測(cè)量值d＝____mm.(2)請(qǐng)根據(jù)如圖甲所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)驗(yàn)器材連接起來，并使滑動(dòng)變阻器的滑片P置于b端時(shí)接通電路后的電流最?。?3)若通過測(cè)量可知，金屬絲的長(zhǎng)度為l，直徑為d，通過金屬絲的電流為I，對(duì)應(yīng)金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率ρ＝______________.(用題目所給字母和通用數(shù)學(xué)符號(hào)表示)二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例2在“測(cè)定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)．待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm.(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)．(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為電池組(3V)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．某小組同學(xué)利用以上器材按照?qǐng)D正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(3)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U－I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________．(π取3.14)A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m例3某同學(xué)測(cè)量一段長(zhǎng)度已知的電阻絲的電阻率．實(shí)驗(yàn)操作如下：(1)螺旋測(cè)微器如圖所示．在測(cè)量電阻絲的直徑時(shí)，先將電阻絲輕輕地夾在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間，使電阻絲與測(cè)微螺桿、測(cè)砧剛好接觸，再旋動(dòng)____(選填“A”“B”或“C”)，直到聽到“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時(shí)防止螺旋測(cè)微器損壞．(2)選擇電阻絲的________(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值作為電阻絲的直徑．(3)圖甲中Rx為待測(cè)電阻絲．請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動(dòng)變阻器接入圖乙實(shí)物電路中的正確位置．(4)為測(cè)量Rx，利用圖甲所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1－I1關(guān)系圖像如圖所示．接著，將電壓表改接在a、b兩端，測(cè)得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖中方格紙上作出U2－I2圖像．(5)由此，可求得電阻絲的阻值Rx＝________Ω.根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率．4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路第1課時(shí)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電表的改裝[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.掌握串、并聯(lián)電路的電流、電壓和電阻關(guān)系，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.2.掌握小量程電流表改裝成電壓表和大量程電流表的原理，并能根據(jù)串、并聯(lián)電路的知識(shí)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．1．串聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器______________連接，接入電路的連接方式，如圖甲所示．2．并聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器的一端________________，另一端也________________，再將兩端接入電路的連接方式，如圖乙所示．3．串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流關(guān)系各處電流________，即I＝___________________________________總電流等于各支路電流________，即I＝_____________________________________________________電壓關(guān)系總電壓等于各部分電壓________，即U＝________________各支路兩端電壓________，即U＝______________電阻關(guān)系總電阻等于各部分電阻________，即R＝_________________________________________________________________________________總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的______________，即eq\f(1,R)＝_____________________________________4.電壓表和電流表的電路結(jié)構(gòu)(1)小量程電流表G(表頭)的三個(gè)參量(2)電表改裝原理①電壓表改裝：將表頭______一個(gè)較________電阻，常被稱作分壓電阻，如圖所示．②電流表改裝：將表頭________一個(gè)較________電阻，常被稱作分流電阻，如圖所示．1．判斷下列說法的正誤．(1)并聯(lián)電路干路上的電流一定比通過某一支路的電流大．()(2)電路中電阻的個(gè)數(shù)越多，電路的總電阻越大．()(3)多個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，其中任一電阻增大，總電阻也隨之增大；多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，其中任一電阻增大，總電阻將減?。?)(4)串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比，并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比．()(5)若將電阻串聯(lián)在電流表上改裝成電壓表后，增大了原電流表的滿偏電壓．()(6)若將電阻并聯(lián)在電流表兩端改裝成電流表后，電阻兩端的電壓和電流表兩端的電壓相等．()2.如圖所示的電路中，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，S斷開時(shí)，A、B兩端的總電阻為________Ω，S閉合后，A、B兩端的總電阻為________Ω.一、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路導(dǎo)學(xué)探究1.如圖所示，三個(gè)電阻組成串聯(lián)電路(1)若R1＝R2＝R3＝R，則此串聯(lián)電路的總電阻R總為多少？(2)若R1<R2<R3，每個(gè)電阻兩端的電壓由小到大如何排序？2.如圖所示，三個(gè)電阻構(gòu)成并聯(lián)電路．(1)若R1＝R2＝R3＝R，則此并聯(lián)電路的總電阻R總為多少？(2)若R1<R2<R3，流過每個(gè)電阻的電流由小到大如何排序？知識(shí)深化1．關(guān)于電壓和電流的分配關(guān)系：(1)串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，即eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)＝eq\f(U,R總)＝I.(2)并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I總R總＝U.2．串、并聯(lián)電路總電阻的比較串聯(lián)電路的總電阻R總并聯(lián)電路的總電阻R總不同點(diǎn)n個(gè)相同電阻R串聯(lián)，總電阻R總＝nRn個(gè)相同電阻R并聯(lián)，總電阻R總＝eq\f(R,n)R總大于任一電阻阻值R總小于任一支路電阻阻值一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻串聯(lián)時(shí)，總電阻接近大電阻一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近小電阻相同點(diǎn)多個(gè)電阻無論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小例1如圖所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B兩端接在電壓恒定的電源上，則()A．S斷開時(shí)，R1與R2的電壓之比為5∶1B．S閉合時(shí)，R1與R2兩端的電壓之比為2∶5C．S閉合時(shí)，通過R2與R3的電流之比為2∶1D．S閉合時(shí)，通過R1與R2的電流之比為1∶5(1)電阻R3的阻值；(2)A、C兩端的電壓值．二、電表的改裝導(dǎo)學(xué)探究(1)小量程電流表有哪三個(gè)參量？三個(gè)參量之間有什么關(guān)系？(2)對(duì)于小量程電流表，其額定電壓比較小，如何將該電流表改裝成大量程的電壓表？(3)對(duì)于小量程電流表，其額定電流比較小，如何將該電流表改裝成大量程的電流表？知識(shí)深化電壓表、電流表的改裝及其特點(diǎn)項(xiàng)目小量程電流表G改裝成大量程電壓表V小量程電流表G改裝成大量程電流表A電路結(jié)構(gòu)R的作用分壓分流擴(kuò)大量程的計(jì)算U＝Ig(R＋Rg)R＝eq\f(U,Ig)－RgIgRg＝(I－Ig)RR＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg電表的總內(nèi)阻RV＝Rg＋RRA＝eq\f(RRg,R＋Rg)使用并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，“＋”接線柱接電勢(shì)較高的一端串聯(lián)在被測(cè)支路中，電流從“＋”接線柱流入例3有一電流表G，內(nèi)阻Rg＝10Ω，滿偏電流Ig＝3mA.(1)要把它改裝成量程為0～3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？改裝后電壓表的內(nèi)阻是多大？(2)要把它改裝成量程為0～0.6A的電流表，需要并聯(lián)一個(gè)多大的電阻？改裝后電流表的內(nèi)阻是多大？例4如圖所示是有兩個(gè)量程的電流表，當(dāng)使用A、B兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～1A，當(dāng)使用A、C兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～0.1A，已知表頭的內(nèi)阻為200Ω，滿偏電流是2mA，求：(1)該表頭的滿偏電壓；(2)R1與R2的阻值．例5(2022·宣城中學(xué)高二開學(xué)考試)四個(gè)相同的電流表分別改裝成兩個(gè)電流表A1、A2和兩個(gè)電壓表V1、V2，A1的量程小于A2，V1的量程小于V2，把它們接入如圖所示的電路，閉合開關(guān)后()A．A1的讀數(shù)和A2的讀數(shù)相同B．V1的讀數(shù)和V2的讀數(shù)相同C．A1指針偏轉(zhuǎn)角度和A2指針偏轉(zhuǎn)角相同D．V1指針偏轉(zhuǎn)角度比V2指針偏轉(zhuǎn)角度大關(guān)于電表改裝的四點(diǎn)提醒1．電表改裝的問題實(shí)際上是串、并聯(lián)電路中電流、電壓的計(jì)算問題，只要把表頭看成一個(gè)電阻Rg即可．2．無論表頭改裝成電壓表還是電流表，它的三個(gè)參量Ug、Ig、Rg是不變的，即通過表頭的最大電流并不改變．3．由改裝后電壓表的內(nèi)阻RV＝R串＋Rg＝nRg(其中n＝eq\f(U,Ug)＝eq\f(U,IgRg))可知，電壓表量程越大，其分壓電阻R越大，電壓表內(nèi)阻RV越大．4．由改裝后電流表的內(nèi)阻RA＝eq\f(R并Rg,R并＋Rg)＝eq\f(Rg,n)(其中n＝eq\f(I,Ig))可知，電流表的量程越大，其分流電阻R并越小，電流表的內(nèi)阻RA越?。?、電路的等效與簡(jiǎn)化電路的簡(jiǎn)化原則及方法(1)無電流的支路可去掉．(2)兩等勢(shì)點(diǎn)間的電阻可省去或視為短路．(3)理想導(dǎo)線可長(zhǎng)可短．(4)節(jié)點(diǎn)沿理想導(dǎo)線可任意移動(dòng)，但不得越過電源、用電器等．(5)理想電流表可認(rèn)為短路，理想電壓表可認(rèn)為斷路．(6)電路電壓穩(wěn)定時(shí)，電容器所在電路可認(rèn)為是斷路．例6(2021·福建寧化第六中學(xué)高二期中)如圖所示電路中，R1＝R2＝R3＝4Ω，若在a、c兩點(diǎn)之間加上U＝12V的電壓，則理想電流表的讀數(shù)為()A．0B．0.5AC．1.0AD．1.5A[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解滑動(dòng)變阻器的限流式和分壓式接法，并能正確選擇和應(yīng)用.2.認(rèn)識(shí)伏安法測(cè)電阻的兩種電路并能正確選擇和應(yīng)用．一、滑動(dòng)變阻器的限流式和分壓式接法限流式分壓式電路組成滑動(dòng)變阻器接入電路的特點(diǎn)采用“一上一下”的接法采用“一上兩下”的接法調(diào)壓范圍eq\f(RxE,R＋Rx)～E0～E適用情況負(fù)載電阻的阻值Rx與滑動(dòng)變阻器的總電阻R相差不多，或R稍大，且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起(1)要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)(2)負(fù)載電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻R例1如圖所示，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值是200Ω，R2＝300Ω，A、B兩端電壓UAB＝8V.(1)當(dāng)S斷開時(shí)，移動(dòng)滑片P，R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少？(2)當(dāng)S閉合時(shí)，移動(dòng)滑片P，R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少？1．滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)，金屬桿的兩個(gè)端點(diǎn)不能同時(shí)接入電路，否則電流將從金屬桿流過而將滑動(dòng)變阻器短路．2．限流式接法電壓調(diào)節(jié)范圍較小，而分壓式接法電壓調(diào)節(jié)范圍較大(電壓最小值從0開始)，在具體應(yīng)用中要根據(jù)題目要求合理選擇．針對(duì)訓(xùn)練1(多選)滑動(dòng)變阻器的原理如圖所示，則下列說法中正確的是()A．若僅將a、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的阻值增大B．若僅將a、d兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的阻值減小C．將滑動(dòng)變阻器以限流式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱D．將滑動(dòng)變阻器以分壓式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱二、伏安法測(cè)電阻的兩種接法1．兩種接法的比較內(nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)：UV＝UR＋UA＞UR電流表示數(shù)：IA＝IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)＞eq\f(UR,IR)＝R真電壓表示數(shù)：UV＝UR電流表示數(shù)：IA＝IR＋I(xiàn)V＞IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)＜eq\f(UR,IR)＝R真誤差來源電流表的分壓作用電壓表的分流作用適用情況測(cè)大電阻測(cè)小電阻2.電流表內(nèi)、外接的選擇方法(1)直接比較法：當(dāng)Rx?RA時(shí)，采用內(nèi)接法，當(dāng)Rx?RV時(shí)，采用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”．(2)公式計(jì)算法當(dāng)eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)即Rx＞eq\r(RARV)時(shí)，用電流表內(nèi)接法，當(dāng)eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)即Rx＜eq\r(RARV)時(shí)，用電流表外接法，當(dāng)Rx＝eq\r(RARV)時(shí)，兩種接法效果相同．(3)試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關(guān)系不能確定的情況，如圖所示，把電壓表的接線端分別接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化：①若電流表的示數(shù)變化明顯，即eq\f(|I2－I1|,I1)>eq\f(|U2－U1|,U1)，說明電壓表的分流對(duì)電路影響大，表明Rx較大，應(yīng)選用電流表內(nèi)接法．②若電壓表的示數(shù)變化明顯，即eq\f(|I2－I1|,I1)<eq\f(|U2－U1|,U1)，說明電流表的分壓對(duì)電路影響大，表明Rx較小，應(yīng)選用電流表外接法．例2在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx的阻值約為200Ω，電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖甲或乙所示，結(jié)果由公式Rx＝eq\f(U,I)計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖甲和圖乙中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值．針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖所示，用伏安法測(cè)電阻時(shí)()A．采用圖甲所示測(cè)量電路，誤差來源于電壓表分流，使電阻測(cè)量值小于真實(shí)值B．采用圖甲所示測(cè)量電路，誤差來源于電流表分壓，使電阻測(cè)量值大于真實(shí)值C．采用圖乙所示測(cè)量電路，誤差來源于電壓表分流，使電阻測(cè)量值小于真實(shí)值D．采用圖乙所示測(cè)量電路，誤差來源于電流表分壓，使電阻測(cè)量值大于真實(shí)值例3(2021·西北工大附中期中)有一未知電阻Rx，為了較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，先后用圖甲、乙所示的兩種電路進(jìn)行測(cè)試，利用圖甲測(cè)得的數(shù)據(jù)是“2.8V5.0mA”，而用圖乙測(cè)得的數(shù)據(jù)是“3.0V4.0mA”，那么測(cè)得的該電阻較為準(zhǔn)確的情況是()A．560Ω，測(cè)得阻值偏大B．560Ω，測(cè)得阻值偏小C．750Ω，測(cè)得阻值偏小D．750Ω，測(cè)得阻值偏大5實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解多用電表的基本結(jié)構(gòu)，知道多用電表的測(cè)量功能.2.會(huì)使用多用電表測(cè)量電壓、電流和電阻，并能測(cè)量二極管的正、反向電阻．一、認(rèn)識(shí)多用電表如圖所示是一種指針式多用電表外形圖，表的上半部分為________，下半部分是________開關(guān)，開關(guān)周圍標(biāo)有測(cè)量功能的區(qū)域及量程．二、使用多用電表1．使用前應(yīng)先調(diào)整________________，使指針指到零刻度．2．使用時(shí)應(yīng)先將_______________旋轉(zhuǎn)到與被測(cè)物理量對(duì)應(yīng)的位置上并選擇合適的________．3．不使用的時(shí)候應(yīng)把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到__________位置．4．使用多用電表測(cè)量電壓、電流和電阻．(1)測(cè)電壓：①選擇直流電壓擋合適的________，并將選擇開關(guān)旋至相應(yīng)位置．②將多用電表________在待測(cè)電路兩端，注意________表筆接觸點(diǎn)的電勢(shì)應(yīng)比________表筆接觸點(diǎn)的電勢(shì)高．③根據(jù)表盤上相應(yīng)量程的直流電壓刻度讀出電壓值，讀數(shù)時(shí)注意____________刻度所表示的電壓值．(2)測(cè)電流：①選擇直流電流擋合適的量程，并將選擇開關(guān)旋至相應(yīng)位置．②將被測(cè)電路導(dǎo)線拆開一端，把多用電表________在電路中，注意電流應(yīng)從__________表筆流入多用電表．③讀數(shù)時(shí)，根據(jù)表盤上相應(yīng)量程的直流電流刻度進(jìn)行讀數(shù)，要認(rèn)清刻度盤上的最小刻度．(3)測(cè)電阻：①選擋：估計(jì)待測(cè)電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋的合適擋位．②歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆________，調(diào)整____________________，使指針指向“________”．③測(cè)量、讀數(shù)：將兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端接觸，指針示數(shù)乘____________即為待測(cè)電阻阻值．④實(shí)驗(yàn)完畢，將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋.一、用多用電表測(cè)電壓、電流和電阻1．多用電表測(cè)電壓、電流和電阻的注意事項(xiàng)(1)使用前要機(jī)械調(diào)零．(2)電流都是從紅表筆流入，從黑表筆流出．(3)測(cè)電阻時(shí)注意：①測(cè)電阻必須把待測(cè)電阻隔離．②牢記兩個(gè)調(diào)零過程，切記換擋需進(jìn)行歐姆調(diào)零．③合理選擇量程，使指針盡可能指在中值附近．④讀數(shù)時(shí)應(yīng)乘相應(yīng)的倍率．⑤歐姆表的表盤刻度不均勻，一般不估讀．2．多用電表的讀數(shù)(1)讀數(shù)時(shí)要注意讀表盤上的哪條刻度線：歐姆擋刻度不均勻，讀最上一排刻度線；直流電流、直流電壓刻度均勻，讀中間刻度線．(2)電壓擋、電流擋的讀數(shù)要看清選擇開關(guān)所選擇的量程，搞清楚每一小格表示多少及應(yīng)讀到的有效數(shù)字位數(shù)．例1(2022·內(nèi)蒙古赤峰第四中學(xué)高二期末)(1)如圖甲所示為多用電表的示意圖，現(xiàn)用它測(cè)量一個(gè)阻值約為20Ω的電阻，測(cè)量步驟如下：①調(diào)節(jié)指針定位螺絲，使電表指針停在______(填“電阻”或“電流”)的“0”刻線．②將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋的___________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)位置．③將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)____________________，使電表指針對(duì)準(zhǔn)__________________(填“電阻”或“電流”)的“0”刻線．④將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為____Ω.⑤測(cè)量完畢，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置．(2)為了設(shè)計(jì)電路，先用多用電表的歐姆擋粗測(cè)未知電阻，采用“×10”擋，調(diào)零后測(cè)量該電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏角非常小，下列判斷和做法正確的是________(填字母代號(hào))．A．這個(gè)電阻阻值很小，估計(jì)只有幾歐姆B．這個(gè)電阻阻值很大，估計(jì)有幾千歐姆C．如需進(jìn)一步測(cè)量可換“×100”擋，調(diào)零后測(cè)量D．如需進(jìn)一步測(cè)量可換“×1”擋，調(diào)零后測(cè)量例2如圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“×100”的歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，表針指示如圖所示，則：(1)所測(cè)電阻的阻值為_______________Ω；如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2.0×104Ω的電阻，為了使測(cè)量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是____________(選填“×10”“×100”或“×1k”)．(2)用此多用電表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)選用量程為50mA的直流電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為______mA；當(dāng)選用量程為250mA的直流電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為________mA.(3)當(dāng)選用量程為10V的直流電壓擋測(cè)量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測(cè)電壓為____V.針對(duì)訓(xùn)練下表是用如圖所示的多用電表進(jìn)行測(cè)量的四次記錄，a、b分別為測(cè)量時(shí)的指針位置．其中有的記錄了量程(或倍率)但沒有記錄讀數(shù)，有的記錄了讀數(shù)但沒有記錄量程(或倍率)，請(qǐng)你填寫表格中的各個(gè)空格．表用多用電表測(cè)量電流電壓、直流電流、電阻序號(hào)所測(cè)物理量量程或倍率指針讀數(shù)1直流電壓50Va2直流電流b8.3mA3電阻a5.5×103Ω4電阻×1b二、用多用電表測(cè)二極管的正、反向電阻1.認(rèn)識(shí)二極管：如圖所示，它由半導(dǎo)體材料制成，左端為正極，右端為負(fù)極．特點(diǎn)：電流從正極流入時(shí)電阻很小，而從正極流出時(shí)電阻很大．2．多用電表測(cè)二極管的正、反向電阻(1)測(cè)二極管正向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)旋至低倍率的歐姆擋，調(diào)整歐姆零點(diǎn)之后將黑表筆接觸二極管的正極，紅表筆接觸二極管的負(fù)極．(2)測(cè)二極管反向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆擋，調(diào)整歐姆零點(diǎn)之后將黑表筆接觸二極管的負(fù)極，紅表筆接觸二極管的正極．例3某同學(xué)利用多用電表測(cè)量二極管的正向電阻．完成下列測(cè)量步驟：(1)檢查多用電表的機(jī)械零點(diǎn)．(2)將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，將選擇開關(guān)撥至“×10”的倍率擋位上．(3)將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零．(4)測(cè)正向電阻時(shí)，將________(填“紅”或“黑”)表筆接二極管正極，將另一表筆接二極管負(fù)極．(5)測(cè)量發(fā)現(xiàn)指針的偏角過大，為使測(cè)量比較精準(zhǔn)，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到________(選填“×1”或“×100”)的倍率擋位后，再次測(cè)量．(6)最后應(yīng)將選擇開關(guān)撥向________________________________位置．(7)以上實(shí)驗(yàn)過程，缺少的實(shí)驗(yàn)步驟是_______________________________________________________________________________________________________________________________.三、用多用電表檢測(cè)電路故障1．電壓表檢測(cè)法若電路斷路，將電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓說明電源完好，然后將電壓表逐段與電路并聯(lián)，若某一段電壓表指針偏轉(zhuǎn)，說明該段電路中有斷點(diǎn)．若電路短路，則用電壓表逐段與電路并聯(lián)，某一段電壓表示數(shù)為零，則該段電路被短路．2．歐姆表檢測(cè)法斷開電路，用多用電表的歐姆擋測(cè)量待測(cè)部分的電阻，若檢測(cè)部分示數(shù)正常，說明兩點(diǎn)間正常；若檢測(cè)部分電阻很小(幾乎為零)，說明該部分短路；若檢測(cè)部分指針幾乎不動(dòng)，說明該部分?jǐn)嗦罚?測(cè)試點(diǎn)電壓表示數(shù)a、b有示數(shù)b、c有示數(shù)c、d無示數(shù)d、f有示數(shù)表2測(cè)試點(diǎn)指針偏轉(zhuǎn)情況c、dd、ee、f(1)應(yīng)用多用電表的直流電壓擋進(jìn)行檢查，選擇開關(guān)置于10V擋．該同學(xué)測(cè)試結(jié)果如表1所示，在測(cè)試a、b間直流電壓時(shí)，紅表筆應(yīng)接觸________(填“a”或“b”)．根據(jù)測(cè)試結(jié)果，一定能判定的故障是________．A．燈A短路 B．燈B短路C．cd段斷路 D．df段斷路(2)將開關(guān)斷開，再選擇歐姆擋測(cè)試，測(cè)量結(jié)果如表2所示，那么檢查出的故障是________．A．燈A斷路 B．燈B短路C．燈A、B都斷路 D．d、e間導(dǎo)線斷路本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建電阻的測(cè)量[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.建立伏安法測(cè)電阻的電路模型，進(jìn)一步理解電流表內(nèi)接法、外接法及滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法，并能在具體問題中正確選擇.2.學(xué)會(huì)用替代法、半偏法及電橋法測(cè)電阻．一、伏安法測(cè)電阻例1(2022·云南玉溪第三中學(xué)高二開學(xué)考試)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．現(xiàn)有電源(3V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0～50Ω，允許通過的最大電流為2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.025Ω)B．電流表(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.125Ω)C．電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)D．電壓表(量程為0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)(1)為了減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用_____________，電壓表應(yīng)選用____________，(以上均填器材前的字母)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖中的________(選填“甲”或“乙”)．(2)若選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是__________；若選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是__________．(均用字母代號(hào)填寫)A．電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測(cè)量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值(3)接通開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如下圖所示，U＝_______V，I＝_______A，可得該電阻的測(cè)量值Rx＝________Ω.二、替代法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理：如圖所示，閉合S1，S2接a，調(diào)節(jié)R′，使電流表A的示數(shù)為I；S2接b，保持R′不變，調(diào)節(jié)R使電流表A的示數(shù)仍為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R0，則待測(cè)電阻Rx＝R0.例2(2022·河南高二階段練習(xí))有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線，橫截面如圖甲所示，外邊界為圓形，因管內(nèi)中空部分截面形狀不規(guī)則，無法直接測(cè)量．已知這種金屬的電阻率為ρ，現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)量中空部分的橫截面積S0.步驟如下：(1)用刻度尺測(cè)出該金屬管線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出外截面的直徑D如圖乙所示，則D＝____________cm；(2)利用如圖丙所示電路測(cè)量該金屬管線的電阻，將S2撥向1，接通S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)的讀數(shù)I；然后將S2撥向2，保持R1阻值不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表的讀數(shù)為__________，記下此時(shí)R2的讀數(shù)為R0，則金屬管線的電阻值為R＝________；(3)用上述測(cè)量的物理量符號(hào)表示該金屬管線內(nèi)部中空部分橫截面積為S0＝____________(用R0、ρ、D、L、π表示)．三、半偏法測(cè)電表內(nèi)阻1．“半偏法”測(cè)電流表的內(nèi)阻測(cè)量原理：實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．(1)閉合開關(guān)S1前，將滑動(dòng)變阻器R1、電阻箱R2的阻值調(diào)到最大；(2)閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)R1使電流表A的指針滿偏；(3)再閉合開關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，使電流表A的指針半偏；(4)讀取電阻箱的阻值R2，則RA＝R2.2．“半偏法”測(cè)電壓表的內(nèi)阻測(cè)量原理：實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．(1)閉合開關(guān)S之前，電阻箱R的阻值調(diào)到零，滑動(dòng)變阻器R′的滑片P滑到左端；(2)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P的位置使電壓表V的指針滿偏；(3)保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，再調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表V的指針半偏；(4)讀取電阻箱的阻值R，則有RV＝R.注意：R′應(yīng)選總阻值較小的，有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差．例3某興趣小組欲采用如圖所示電路測(cè)量電壓表的內(nèi)阻RV，待測(cè)電壓表的量程為1V，內(nèi)阻約為1000Ω.(