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1、电阻的测量电阻的测量湖北省武昌实验中学湖北省武昌实验中学 李玉白李玉白2013.3.22013.3.2一考情与学情分析一考情与学情分析 1.电学实验是高考的重点，是高考实验题的重电学实验是高考的重点，是高考实验题的重中之重，由于电学实验的综合性强、灵活性大、中之重，由于电学实验的综合性强、灵活性大、特别是可创新余地广阔，在多年的高考中出现特别是可创新余地广阔，在多年的高考中出现了许多创新好题，其奇思妙想，令人目不暇接，了许多创新好题，其奇思妙想，令人目不暇接，赞叹之余，我们深感高考备考之困难。赞叹之余，我们深感高考备考之困难。 2.在所有的电学实验中，以电阻的测量的实验在所有的电学实验中，以电
2、阻的测量的实验最多、考察范围最广、最灵活多变，所以备考最多、考察范围最广、最灵活多变，所以备考最困难，对于学生而言更是备考难点，多年来最困难，对于学生而言更是备考难点，多年来多数学生均反映出对电学实验的害怕，感到难多数学生均反映出对电学实验的害怕，感到难以把握，没有底气以把握，没有底气 。一考情与学情分析一考情与学情分析 3.但是近几年的高考电学实验试题有两个显著的特但是近几年的高考电学实验试题有两个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问
3、题设置结合科技、生产、视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际生活的实际 即最近几年高考试题趋向于考基础即最近几年高考试题趋向于考基础基本原理基本原理与基本方法及其简单变化（与基本方法及其简单变化（“题在课本外，理题在课本外，理在课本中在课本中”），因此，理解实验原理，掌握实因此，理解实验原理，掌握实验方法，是解决电学实验的关键验方法，是解决电学实验的关键二教学内容分析二教学内容分析 1.电阻的测量方法很多：电阻的测量方法很多： （1）伏安法：涉及电流表的内接法与）伏安法：涉及电流表的内接法与外接法外接法 （2）半偏法：包括恒流半偏法与恒压）半偏法：包括恒流半偏法与恒压半偏法半偏法
4、 （3）欧姆表测量法）欧姆表测量法 （4）替代法）替代法 （5）电桥电路测电阻等）电桥电路测电阻等二教学内容分析二教学内容分析 2.电阻的测量实验中一般包括测量电路与电阻的测量实验中一般包括测量电路与供电电路（或控制电路）两种，这涉及到供电电路（或控制电路）两种，这涉及到滑动变阻器的分压式接法与限流式接法，滑动变阻器的分压式接法与限流式接法，这是高考的热点。这是高考的热点。 3.其他如电表的改装、一表多用、测某灯其他如电表的改装、一表多用、测某灯泡的功率等试验会同时出现，从而使题目泡的功率等试验会同时出现，从而使题目的综合性加强、难度加大。的综合性加强、难度加大。三教学方法及教学目标三教学方法
5、及教学目标 临近高考，临近高考，以学生实战为目的以学生实战为目的，相关基，相关基础知识学生已学，学生通过典型例题学习，础知识学生已学，学生通过典型例题学习，在老师引导下在老师引导下“导控探究导控探究”，总结电学实总结电学实验答题方法与规律，并进一步复习巩验答题方法与规律，并进一步复习巩固相关基础知识，达到举一反三、触固相关基础知识，达到举一反三、触类旁通类旁通，突破高考难点，如此则教学目标，突破高考难点，如此则教学目标达到。达到。四教学过程四教学过程四教学过程四教学过程四教学过程四教学过程四教学过程四教学过程 控制电路的选择原则：控制电路的选择原则： （1）有下列两种情况的一般选分压式接法：）
6、有下列两种情况的一般选分压式接法： a.当负载阻值当负载阻值RX远大于变阻器总电阻值远大于变阻器总电阻值R时时; b.要求负载上电流或电压从零开始调节时要求负载上电流或电压从零开始调节时 （2）有下列情况的一般选限流式接法：）有下列情况的一般选限流式接法： 当负载阻值当负载阻值RX小于变阻器总电阻值小于变阻器总电阻值R或相差或相差不大，且满足调节要求时不大，且满足调节要求时 （3） a.两种电路均满足条件时，优先用限流两种电路均满足条件时，优先用限流式接法；式接法；b.特殊情况下要根据电流表、电压特殊情况下要根据电流表、电压表及电阻的最大允许电流反复推敲后，以误表及电阻的最大允许电流反复推敲后
7、，以误差较小的电路优先。差较小的电路优先。四教学过程四教学过程5.5.三种表的复习三种表的复习四教学过程四教学过程（二）典型例题（二）典型例题 【例题【例题1】待测电阻】待测电阻Rx（约为几百欧姆），为了较准（约为几百欧姆），为了较准确测量确测量Rx，除，除Rx外，实验室提供了如下器材：外，实验室提供了如下器材： A.电源电源E 电动势电动势3V，内阻不计；，内阻不计； B.电流表电流表A1 量程量程010mA、内阻、内阻r1约为约为500 C.电流表电流表A2 量程量程0500A、内阻、内阻r2=1000 D.滑动变阻器滑动变阻器R1 最大阻值最大阻值20 额定电流额定电流2A E.定值电阻
8、定值电阻R2=5000 F.定值电阻定值电阻R3=500 电键电键S和导线若干和导线若干(1)试设计出测量电路（标出所选器材符号）试设计出测量电路（标出所选器材符号）(2)若两电流表的读数分别为若两电流表的读数分别为I1=6.2mA，I2=300A，待，待测阻值测阻值Rx= （保留小数点后（保留小数点后1位数字）位数字）例1解答A1A2RXR2R1ES【举一反三【举一反三1】 如下是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材，如下是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：器材及其规格列表如下： 待测电阻待测电阻 阻值在阻值在900 1000 之间之间 电源电源E 具有一定内阻
9、，电动势约具有一定内阻，电动势约9.0V 电压表电压表 量程量程2.0V，内阻，内阻 =1000 电压表电压表 量程量程5.0V，内阻，内阻 =2500 电流表电流表A 量程量程3.0A，内阻，内阻 =0.10 滑动变阻器滑动变阻器R 最大阻值约最大阻值约100 ，额定电流，额定电流0.5A 开关开关S、导线若干、导线若干 为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调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效明显的变化。请用节滑动变阻器能使电表读数有效明显的变化。请用实线代替导
10、线，在所给的实验器材图中选择若干合实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量适的器材，连成满足要求的测量 阻值的电路阻值的电路xR1V2V1r2rrxR【举一反三【举一反三1解答解答】v2v1RxRES 【总结【总结1】 伏安法测电阻及电路设计问题需要牢记：伏安法测电阻及电路设计问题需要牢记： 一个原理：一个原理：即欧姆定律即欧姆定律 两个选择：两个选择：即测量电路与控制电路的选择即测量电路与控制电路的选择 三个灵活：三个灵活：1.灵活使用电流表与电压表：灵活使用电流表与电压表：一表两用；一表两用；2.灵活运用定值电阻；灵活运用定值电阻；3.灵活灵活运用串并联电路
11、的特点组合电路运用串并联电路的特点组合电路 四项原则：四项原则：安全、准确、简便、节能安全、准确、简便、节能 【例题【例题2】现要测量某一电压表的内阻，给】现要测量某一电压表的内阻，给定的器材有：定的器材有： A待测电压表待测电压表V：量程：量程2V，内阻，内阻约约4 B电流表电流表A：量程：量程1.2mA，内阻，内阻约约500 C直流电源直流电源E：电动势约：电动势约2.4V，内阻不计，内阻不计 D固定电阻：固定电阻： =4 ， =10 ， =15 E开关开关S及导线及导线 请画出实验电路图。（要求测量时两电表请画出实验电路图。（要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半指针偏转均超过其量程
12、的一半）1R2R3Rkkkk【例题【例题2解答解答】ESAVR1【举一反三【举一反三2】 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表的内阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，流表的内阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。并能测得多组数据。 电流表（电流表（ ）量程）量程10mA，内阻，内阻 待测（约待测（约50 ） 电流表（电流表（ ）量程）量程500 A，内阻，内阻 =900 电压表（电压表（ ）量程）量程10V，内阻，内阻 =10 电阻（电阻（ ）阻值约）阻值约100 ，做保护电阻用，做保护电阻用 滑动变阻器（滑动
13、变阻器（ ） 总阻值约总阻值约150 电池（电池（E）电动势）电动势1.5V，内阻很小，内阻很小 开关（开关（S）导线若干）导线若干 （1）画出电路图，标明所用器材的代号。）画出电路图，标明所用器材的代号。 （2）若选测量数据中的一组来计算，则所用的表达）若选测量数据中的一组来计算，则所用的表达式为式为=_，式中各符号的意义是，式中各符号的意义是1A2AV1R2R1r2r3rk【举一反三【举一反三2解答解答】A1A2R1R2ESA1A2R1R2ES【总结【总结2】 培养良好的六个好习惯：培养良好的六个好习惯： 1.1.审题时看是否有审题时看是否有“约约” 2.2.见到电流值计算电压值等见到电流
14、值计算电压值等 3.3.指针偏转时考虑尽量过半指针偏转时考虑尽量过半 4.4.连线前先观察正负、量程、变阻器初值连线前先观察正负、量程、变阻器初值 5.5.连线时注意连线时注意“就近就近”、不交叉、不交叉 6.6.连线后按照原理图检查一遍连线后按照原理图检查一遍 【例题【例题3】某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离】某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为业废水电阻率的达标值为200m）。如图）。如图18所示为该同学所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为
15、金属薄板（电阻极小），所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱。容器内表其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱。容器内表面长面长a40cm，宽，宽b20cm，高，高c10cm。将水样注满容器。将水样注满容器后，进行以下操作：后，进行以下操作： （1）分别用多用电表欧姆挡的）分别用多用电表欧姆挡的“1k”、“ 100”两档两档 粗粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图测水样的电阻值时，表盘上指针如图17所示，则所测水样的所示，则所测水样的电阻约为电阻约为 1.75x103 。图17 （2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实）为更精确地测
16、量所取水样的电阻，该小组从实 验室验室中找到如下实验器材：中找到如下实验器材： A.电流表电流表(量程量程3mA，电阻，电阻RA为为5) B.电压表电压表(量程量程6V，电阻，电阻RV约为约为10 k) C.滑动变阻器滑动变阻器(020，额定电流，额定电流1 A) D.电源电源(6V，内阻约，内阻约1) E.开关一只、导线若干开关一只、导线若干 请在答题卷相应位置的请在答题卷相应位置的 实物图中完成电路连接。实物图中完成电路连接。+图18 （3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，数据；再调节滑动变阻器，重复上述
17、测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在在答题卷相应位得出一系列数据如表所示，请在在答题卷相应位置的坐标纸中作出置的坐标纸中作出U-I关系图线。关系图线。 （4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为为 m。据此可知，所测水样在电阻率这一指。据此可知，所测水样在电阻率这一指标上标上 (选填选填“达标达标”或或 “不达标不达标”) . 答案：（答案：（1）1.75x103 （2）电路连接如图（）电路连接如图（3）如图所示。如图所示。 （4）不达标。）不达标。U/V1.11.83.03.84.7I/mA0.500.821.361.732.13【总结【总结3】
18、 “电阻的测量电阻的测量”实验在近几年高考命题实验在近几年高考命题中呈基础化、全面化、综合化趋势，中呈基础化、全面化、综合化趋势，熟练掌握电阻测量的基础原理、基本熟练掌握电阻测量的基础原理、基本方法，熟练掌握电学实验的方法与规方法，熟练掌握电学实验的方法与规律（如电表的读数、电路连线等），律（如电表的读数、电路连线等），是不变的备考法则。是不变的备考法则。 正所谓：正所谓： 咬定基础不放松，原理方法记心中；咬定基础不放松，原理方法记心中； 安全准确加简便，设计创新任从容！安全准确加简便，设计创新任从容！.（2012北京高考卷）（18分） 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
19、属丝接入电路部分的长度约为50cm （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1所示，其读数应为_mm（该值接近多次测量的平均值） （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1)、电流表(内阻 约0.1)、电压表(内阻约3k)、滑动变阻器R(020，额定电流2A)、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：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_
20、图(选填“甲”或“乙”)VARSRxRS图2乙甲VARx （3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端0 I/A 图4U/V 0.5 1.5 2.5 2.0 1.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 请根据图(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PRx图3 （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值Rx=_(保留两位有效数字) （5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_(填选项前的符号) A110-2m B110-3m C110-6m D110-8m （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内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差