測(cè)定金屬的電阻率

1、測(cè)定金屬的電阻率一、說(shuō)明要求學(xué)會(huì)使用螺旋測(cè)微器.學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)量電阻的阻值,用電阻的定義式求電阻率:會(huì)處理該實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn) 的儀器選擇、電路連接方式及誤差分析、電阻率計(jì)算等綜合問(wèn)題。測(cè)定金屬的電阻率是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中最 為核心的內(nèi)容，一直是對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查的最佳切入點(diǎn)，新課改高考大綱與原來(lái)的考試大綱要求相同。二、示例例1.在測(cè)xe金屬的電阻率頭驗(yàn)中，需要測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直Un川ill油川血而油川）Gimli in出*小油H加油徑?，F(xiàn)用最小分度為1 mm的米尺測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度，圖中箭頭所指位置是拉直的金 _ v /y 屬絲兩端在米尺上相對(duì)應(yīng)的位置,測(cè)得的金屬絲長(zhǎng)度為 mm ,在測(cè)量金屬絲直十

2、Mio徑時(shí)，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支。如何較準(zhǔn)確地測(cè)量金屬絲的直徑?請(qǐng)簡(jiǎn)述測(cè)量方法：.例2,用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑時(shí)示如圖所示，此示數(shù)為（2 ）利用圖中給定的器材測(cè)量電壓表V的內(nèi)阻圖中B為電源（內(nèi)阻可忽略不計(jì)）.R為電阻箱，K為電鍵。R將圖中實(shí)物連接為測(cè)量所用的電路。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)中必須記錄的類（用符號(hào)表示）.用旨出各符號(hào)的意義：用中記錄的表K Rv的公式為Rv=滑動(dòng)變阻器R.最大阻值約為100Q ；例3.用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻兄的阻值（900 1000Q）。電源E ,具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0 V;電壓表V-量程為1.5 V,內(nèi)阻r7 50Q ;E電壓表V?.里程

3、為5V ,內(nèi)阻7-2 = 25 00Q:單刀單擲開(kāi)關(guān)K.導(dǎo)線若干。(1)測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其里程的| .試根據(jù)右圖所示儀器畫(huà)出測(cè)量電阻K的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注1(2 )根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫(huà)出連線.(3 )若電壓表V、的讀數(shù)用5表示，電壓表V：的讀數(shù)用U2表示.則由已知量和測(cè)得量表示總的公式為Rx=o例4.利用螺旋測(cè)微器、米尺和圖所示的器材(其中電流表的內(nèi)阻為1Q.電壓表的內(nèi)阻為5 kC)測(cè)量一根粗細(xì)均勻的阻值約為5。的金屬絲的電阻率。(1 )用實(shí)線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成實(shí)物電路圖,要求盡量避免交叉，電流表、電壓表威該

4、選擇合適的量程(已知電源的電動(dòng)勢(shì)為6V ,滑動(dòng)變阻器的阻值為0 20。I實(shí)驗(yàn)時(shí)螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑和米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度示數(shù)如圖1所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖2所示,由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓U=,流過(guò)金屬絲的電流強(qiáng)度1=.金屬絲的長(zhǎng)度L=cm ,金屬絲的直徑d = n】ni。例題參考答案L972.0:方法略解析：在鉛筆上緊密排繞金屬絲N匝,用來(lái)尺量出該/V匝金屬絲的寬度。，由此可以計(jì)算得出金屬絲的平均直徑為。/M2.(1)8.116(2通連線如解析圖所示。R1、R1.它們是電阻箱的兩次讀數(shù);5、5.它們是相應(yīng)的電壓表的兩次讀數(shù)解析:螺旋測(cè)微器讀數(shù)為:8 mm+11 . 6x0.0

5、1 mm = 8 . 116 mm：(2 )將各元件串聯(lián)如右圖所示.利用改變R ,測(cè)出U.由閉合電路歐姆定律可解出R I/Oe=5+L.r-E = u、+ 匕R、,解得="羋一。陽(yáng)。3.答案：(1 )如下圖所示。答圖(1 )答圖(2)Rv Rv .UU?如右上圖所示。解析:由滑動(dòng)變阻器R約為100Q知，用分壓式接法將V1、V2選一個(gè)代替錯(cuò)誤！，利用伏安法測(cè)出凡阻值。(2 )實(shí)物連圖如答案中圖(2 )所示。(3 )對(duì)圖有5 +4=4、解得凡=J'竺。對(duì)(2)圖有,解得尺=與5小4.答案:實(shí)驗(yàn)連線圖如右圖所示.(2 ) 2.152.19V0.44 A 30 . 501.850解析

6、:由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多.因此采用電流點(diǎn)外接r氏1s法:由于金屬絲的電阻比滑動(dòng)變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法，為了保證滑動(dòng)變阻器起限流作用.滑動(dòng)變阻器應(yīng)該連接“A、B、C'或2、B、D'幾個(gè)接線柱；由題圖可以看出電流表應(yīng)該連接一中、接線柱和“0.6”接線柱+,電壓表應(yīng)該連接、”接線柱和“3”接線柱。三、知識(shí)全解1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)掌握滑動(dòng)變阻器在電路中的兩種連接方式。(2)學(xué)會(huì)正確使用螺旋測(cè)微器。(3摩握伏安法測(cè)量電阻阻值的原理和方法。(4)測(cè)定金屬的電阻率。2 .實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)電阻定律R =夕上只要測(cè)出金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度L和它的直徑".計(jì)算出導(dǎo)線的

7、橫截面積S.用伏安法測(cè)量 S出金屬導(dǎo)線的電阻尺即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。3 .實(shí)驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電池組、電鍵及導(dǎo)線、被測(cè)金屬導(dǎo)線.4 .實(shí)驗(yàn)步驟(1)用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值，/,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S。次數(shù)123平均值d/ mm5/mm2(2)按右上圖所示電路圖用導(dǎo)線把器材連好,并把滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大。(3)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度.反復(fù)測(cè)量三次,求出其平均值L。次數(shù)123平均值/L/mm(4)電路經(jīng)檢查無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān)S.改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的

8、示數(shù)I和U的值，記入記錄表格內(nèi),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S ,求出電阻R的平均值。次數(shù)123平均值將測(cè)得的r、”的值代入電阻率計(jì)算公式夕=一=空：中.計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。L 4L(6)拆去實(shí)驗(yàn)線路.整理好實(shí)驗(yàn)器材。5 .誤差分析外接法時(shí)，測(cè)得的電阻為金屬絲電阻與電壓表內(nèi)阻并聯(lián)后的總電阻， 魘o內(nèi)接法時(shí)，測(cè)得的電阻為金屬絲電阻與電流表內(nèi)阻串聯(lián)后的總電阻，嗎。課標(biāo)鏈接：該實(shí)驗(yàn)是經(jīng)典的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，便于出“源于教材又高于教材”的創(chuàng)新題.側(cè)重考查綜合素質(zhì)和利用 基本原理、方法進(jìn)行創(chuàng)新的能力，無(wú)論原來(lái)的考試大綱，還是新課標(biāo)考試大綱，都對(duì)該實(shí)驗(yàn)有很高的要 求，幾乎每年的高考都要考查，因而必須予以足夠的重視。四、知識(shí)關(guān)聯(lián)6

9、 .螺旋測(cè)微器的枚數(shù)工作原理:每轉(zhuǎn)一周麋桿運(yùn)動(dòng)一個(gè)螺5巨0. 5 mm,將它等分為5()等份.則每轉(zhuǎn)一份即表示0.01 mm.故它精 確到0.01 mm即千分之一厘米，故又叫千分尺。(2)讀數(shù)方法：先從主尺上讀出露出的刻度值、注意主尺上有整毫米和半亳米兩行刻線.不要漏讀半毫米值。再 讀可動(dòng)刻度部分的讀數(shù)，看第幾條刻度線與主尺線重合(注意估讀)，9 f乘以0.01 mm即為可動(dòng)讀數(shù)，再將固定與可動(dòng)讀數(shù)相加即為測(cè)量值。""注意:螺旋測(cè)微器讀數(shù)如以mm為單位.小數(shù)點(diǎn)后一定要讀夠三位數(shù)字,如讀不夠，應(yīng)以零來(lái)補(bǔ)齊。螺旋測(cè)微器的主尺讀數(shù)應(yīng)注意半毫米線是否露出.(4)螺旋測(cè)微器的可動(dòng)部分

10、讀數(shù)時(shí).即使某一線完全對(duì)齊，也應(yīng)估讀零、【例1】如圖是千分尺的示意圖(1)圖中所標(biāo)的各部分依次叫做:；®:； ；O(2 )在測(cè)量時(shí).當(dāng)快要接觸被測(cè)物體時(shí)要停止使用，改用,目的是既可以 又能(3 )千分尺中精密螺紋的螺距為 mm.其可動(dòng)刻度分為50等分，每一小格表示 mm。答案：(1 )測(cè)砧測(cè)微噱桿:固定刻度:可動(dòng)刻度旋鈕:微調(diào)旋鈕:(2 );；保護(hù)儀器"呆證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確；(3 ) 0,5 ； 0.01變式練習(xí)1 .用螺旋測(cè)微器測(cè)量長(zhǎng)度時(shí),可以精確到一m,讀數(shù)應(yīng)該_mm .讀出下X 10 m四種情況下的測(cè)量結(jié)果。7 ,實(shí)除的注意事項(xiàng)因?yàn)橐话憬饘俳z電阻較小，所以用外接法.而不是

11、內(nèi)接法。(2)測(cè)L時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的電阻絲的有效長(zhǎng)度.在金屬導(dǎo)線的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑丸(3 )閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于正確位置。(4 )多次測(cè)量久/.先計(jì)算R,再求R平均值。(5)電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng).否則電阻率要變化，安培表一般選00 . 6A擋?！纠?】在做測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作中正確的是()A.若待測(cè)金屬導(dǎo)線是漆包線,應(yīng)用火燒去表面的漆皮、輕輕抹去灰塵后再測(cè)金屬絲的直徑，千萬(wàn)不可用小 刀去刮掉漆皮，而兩端接頭部分則要用砂布打磨干凈.以保證電路接觸良好B .用米尺反復(fù)測(cè)量3次導(dǎo)線的總長(zhǎng)度，求出平均值Z ,然后將導(dǎo)線接入測(cè)量電路中C.估計(jì)待

12、測(cè)金屬導(dǎo)線 的電阻值大小，選擇合適儀器和實(shí)驗(yàn)電路D.合上開(kāi)關(guān)S.不斷增大滑動(dòng)變阻器接入電路的有效阻值,記錄幾組對(duì)應(yīng)的電流和電壓數(shù)值，計(jì)算出導(dǎo)線的解析：B項(xiàng)應(yīng)將電阻先接入電路中，再三次測(cè)其有效長(zhǎng)度。D項(xiàng)中每次改變滑動(dòng)變阻器接入電路中的有效長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，否則因通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng),電阻絲發(fā)熱影響測(cè)量結(jié)果。答案：AC變式練習(xí)2.在“測(cè)定金屬的電阻率"實(shí)驗(yàn)中，以下操作中錯(cuò)誤的是（）A,用米尺量出金屬絲的全長(zhǎng)三次，算出其平均值B.用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)一次直徑，算出其平均值C.用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用電流表內(nèi)接線路，多次測(cè)量后算出其平均值D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變3 .電流表內(nèi)接

13、法.外接法的選擇伏安法測(cè)電阻有如圖a、b兩種接法，a叫（電流表）外接法，b叫（電流表）內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的.測(cè)量值總小于真實(shí)值.小電阻應(yīng)采用夕展法:內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的.測(cè)量值總大于真實(shí)值，大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。如果被測(cè)電阻阻值為R"犬特表和安培表的內(nèi)阻分別為Rv、若瘋瓦* 則采用外接法；若/ 邪、段 ,則采用內(nèi)接法。°-；如果無(wú)法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點(diǎn)，而將右端第一次接b點(diǎn)，第二次接c點(diǎn)，觀察電流表和電壓表示數(shù)的變化。若電流表示數(shù)變化大.說(shuō)明被 測(cè)電阻是大電阻，應(yīng)該用內(nèi)接法測(cè)量:若電壓表讀

14、數(shù)變化大.說(shuō)明被瀏電阻是小電阻.應(yīng)該用外接法測(cè)量。（這里所說(shuō)的變化大.是指相對(duì)變化，即/ *口 U/U 【例3 ”測(cè)量金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中要利用伏安法測(cè)電阻，用伏安法測(cè)電阻時(shí).通?？刹捎萌鐖D所示的（甲）（乙）兩種電路.試分析兩種電路測(cè)電阻時(shí)的系統(tǒng)誤差。解析：（1）在（甲）圖（又稱電流表“外接法“）中,勺/ = - .相=；=.即仆< Ri相對(duì)誤差=1"一" 1100%= 勺-xioo% = 一i-xioo%0故當(dāng)（V <&，時(shí),采用“外接法二（2）在乙圖（又稱電流表“內(nèi)接法”）中，5號(hào)=號(hào)力=A 此，凡=牛.即%> %,相燭吳叁匹;州R林RX100

15、% = /x 100%。故當(dāng)R乂時(shí)，用書(shū)接法、<A)-=A« 乙變式練習(xí)3.有一待測(cè)電阻R,無(wú)法估計(jì)其粗略值，某同學(xué)應(yīng)用伏安法進(jìn)行測(cè)量.按如圖所示的甲、乙兩種電路各測(cè)一次，用圖甲測(cè)得的數(shù)據(jù)是2.9V、4.0mA ；用圖乙測(cè)得的數(shù)據(jù)是3.0V、3.0 mA。由此可知，用圖測(cè)量的值誤差較小,測(cè)量值Rx=O4 .漸動(dòng)變階器的兩種接法滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)電路中常用的接法有兩種.分別用圖a、b兩圖表示：a叫限流接法，b叫分壓接法.（1）通常情況下.由于限流電路能耗較小，因此，優(yōu)先考慮以限流接法為主。（2）在下面三種情況下必須要選擇分壓接法題目所提供的實(shí)驗(yàn)儀器.電表量程或待測(cè)電阻的最大允許電流

16、小于限流電路中最小電流?；瑒?dòng)變阻器總電阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻。要求待測(cè)電阻的電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化?！纠?】用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的阻值，備用器材如下：待測(cè)電阻自：（阻值約為25 kQ）；a電流表Ai：（星程10OpA、內(nèi)阻2 kQ；電流表A?：（里程500iiA,內(nèi)阻300Q）；。電壓表Vi：（量程10 V.內(nèi)阻100 kQ）；電壓表V2:（量程5 0 V.內(nèi)阻500 kQ ）;-電源E:（電動(dòng)勢(shì)15V ,允許最大電流1 A）；滑動(dòng)變阻器R :（最大阻值1 kQ）;加電鍵S .導(dǎo)線若干為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，要求測(cè)多組數(shù)據(jù)。（1 ）電流表應(yīng)選.電壓表應(yīng)選（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。解析:（1 ）器材選擇（

17、測(cè)量電路）從減小電表讀數(shù)引起的偶然誤差的角度考慮.兩電表及電表與電源間的配置要合理。注意到電源電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)小于電壓表V 2的量程，而跟電壓表V1的里程較接近,若選用電壓表V 2來(lái)測(cè)量電壓，其最大偏轉(zhuǎn)量達(dá)不到量程的1/3,讀數(shù)尋誤差太大所以選用V,較恰當(dāng):而蝌通過(guò)電流表的最大電流標(biāo)A=4 0 0心.因此,電流表與V 1配置較好。（2）電路選擇（控制電路）電路選擇主要從滑動(dòng)變阻器對(duì)電路的控制和調(diào)節(jié)的角度考慮。若采用限流電路控制注意到測(cè)量部分的總電阻約為20 kQ.遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻（1 kQ）,要保證電表安全,變阻器分得的電壓至少為5 V.阻值應(yīng)調(diào)到10kQ,顯然，限流不能起到保證電表安全的作用

18、.更不能進(jìn)行有效調(diào)節(jié).所以，只能采用分壓電路控制，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。變式練習(xí)4 .某待測(cè)電阻尼的阻值在80 100。之間.現(xiàn)要測(cè)量其電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：A.電流表Ai（量程0.9mA、內(nèi)阻r i= 10Q）。 B .電流表A?（量程30 0 rA、內(nèi)阻rz約為30 0）C.電流表AU量程0.6A、內(nèi)阻門約為0.2Q），D.電壓表（里程15V、內(nèi)阻約為20 kO）E.定值電阻島二2 00。F.滑動(dòng)變阻器R,最大阻值約為10。G .電源E（電動(dòng)勢(shì)4 V）。H .開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干（1 ）在上述提供的器材中，要完成此試驗(yàn).應(yīng)選用（填字母代號(hào)）；（2 ）測(cè)量要求電壓表讀數(shù)不得小于其量程的1

19、/3 ,請(qǐng)你在虛框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電阻區(qū)的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（圖中元件用題干中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）(3)用已知量和測(cè)量的量表示凡的表達(dá)式兄=.說(shuō)明式中各字母所表示的物理量:05 .實(shí)瞼器用的選擇選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材是減小實(shí)驗(yàn)誤差、順利完成實(shí)驗(yàn)的前提.包括:電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器等1的選 擇.選擇實(shí)驗(yàn)器材前首先要了解器材的性質(zhì)、特點(diǎn)(包括量程、刻度、結(jié)構(gòu)等)i然后從器材的量程、允許 通過(guò)的電流或所加的電壓、測(cè)量的準(zhǔn)確程度(或從減小誤差的角度)、器材的安全使用、操作的方便、實(shí) 驗(yàn)?zāi)康牡倪_(dá)到等方面考慮?！纠?】一電阻額定功率為0 .01 W.阻值不詳.用歐姆表粗測(cè)其阻值約為4 0 kQ0現(xiàn)有下列儀表元件

20、，試設(shè) 計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐贰⑦x擇合適的元件，較精確地測(cè)定其阻值。(1)電流表,量程03 00口A.內(nèi)阻1500;(2)電流表,量程01000卬,內(nèi)阻45Q ；電壓表,量程0 3V ,內(nèi)阻6 kO ；(4)電壓表，量程0 15 V ,內(nèi)阻3 0 kQ ；(5)電壓表，里程050 V ,內(nèi)阻100kQ ；干電池兩節(jié)每節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5V:(7)直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓6V.額定電流3 A: “(8)直流電源，輸出電壓24V.額定電流0 . 5A;(9)直流電源，輸出電壓1 0 0 V ,額定電流0.1 A:。(10)滑動(dòng)變阻器.05 0 Q , 3W;(1 1 )滑動(dòng)變阻器，02 k。，1W ；-0( 12

21、)電鍵一只，連接導(dǎo)線足量。解析:由于現(xiàn)有器材中有電流表和電壓表，故初步確定用伏安法測(cè)定此電阻的阻值。又 因待測(cè)電阻為一大電阻.其估計(jì)阻值比現(xiàn)有電壓表的內(nèi)阻大或相近.故應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法.由于現(xiàn)有滑動(dòng)變阻器最大阻值比待測(cè)電阻小得多.因此.若用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)待測(cè)電阻的電流 和電壓.只能采用分壓接法.如圖所示(否則變阻器不能實(shí)現(xiàn)靈敏調(diào)節(jié)X為了確定各儀表、元件的量程和規(guī)格.首先對(duì)待測(cè)電阻的額定電壓和電流作出估算最大電流。=A=小人二5xl0-4 A=500pA ；最大電壓Um- ImxRx = 20 Vo由于實(shí)驗(yàn)中的電滴口電壓可以小于而不 能超過(guò)待測(cè)電阻的額定電滴口額定電壓，現(xiàn)有兩個(gè)電流表內(nèi)阻相近.

22、由內(nèi)阻所引起的系統(tǒng)誤差相近，而量程0 1 0 00MA接入電路時(shí)，只能在指針半偏轉(zhuǎn)以下讀數(shù)，弓I起的偶然誤差較大.故選用量程為0 3 0 0RA的電流表。這樣選用電流表后.待測(cè)電阻上的最大實(shí)際電壓約為3xl0-4x40x 1。3 V = 12 V.故應(yīng)選用量程為15V的電壓表，由于在圖所示的電路中，要實(shí)現(xiàn)變阻器在較大范圍內(nèi)靈敏調(diào)節(jié).電源電壓應(yīng)比待測(cè)電阻 的最大實(shí)際電壓高.故電源應(yīng)選輸出電壓為24 V 一種(其額定電流也遠(yuǎn)大于電路中的最大實(shí)際電流.故可 用關(guān)于變阻器的選擇.由于采用分壓接法，全部電源電壓加在變阻器上。若是把0 5 0Q的變阻器接入電路. 其上的最小電流(對(duì)應(yīng)于待測(cè)電路斷開(kāi))約為A

23、=0.5A ,最小功率約為0 . 25x50 W= 12.5 W,遠(yuǎn)大 于其額定功率:而02 k C的變阻器接入電路.其最大電流(對(duì)應(yīng)于滑動(dòng)鍵靠近圖中變阻器A端)約等于并 聯(lián)電路的總電流為0.0136 A ,小于其額定電流0.2024 A.故應(yīng)選0 2 0)的變阻器。變式練習(xí)5 .實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如實(shí)物圖所示，有：電池E,電動(dòng)勢(shì)約10 V,內(nèi)阻約1Q:電流表A1.量程約10 A ,內(nèi)阻門約為0 . 2Q;電流表Al量程3 00 mA ,內(nèi)阻也約5Q:電流表A3 ,量程250 mA.內(nèi)阻門約5Q:電阻箱品，最大阻值99 9.9Q ,最小阻值改變量為0.1Q ；滑線變阻器Ri ,最大值100Q ；

24、開(kāi)關(guān)S;導(dǎo)線若干。要求用右圖所示的電路測(cè)量圖中電流表A的內(nèi)阻。(1 )在所給的三個(gè)電流表中.哪個(gè)可以用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻?答:,(2 )在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象.在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路。(3)你要讀出的物理量是。用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式變式練習(xí)6.某電壓表內(nèi)阻在2 0 5 0 kC之間,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)室提供下列可供選用的器材：待測(cè)電壓表V（量程3 V ）:電流表Al（量程200 / A）:電流表Az逼程5 mA）:電流表A 3（量程0.6 A）:滑動(dòng)變阻器R（最大阻值1 kQ）；電源E（電動(dòng)勢(shì)4 V）:電鍵S。提供的電流表中,應(yīng)選用（填寫(xiě)字母代號(hào)）。（2）為了盡量

25、減小誤差.要求測(cè)多組數(shù)據(jù)，試在方框中畫(huà)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖。附:變式練習(xí)參考答案LIO5 ； 10-3 ; 3.139x10-3 ; 5.04 2 ;1 1.630 ； 5.485x1 0 -3.答案：乙;1000Qn 7 q解析:方法一:采用題甲圖時(shí)小 =亍=高與。=725O</?,。采用乙圖時(shí)底=亍=亞木= 1000Q>幾。即范圍為 725。< R. < 10000學(xué)生用電壓表3V擋的內(nèi)阻約為3000Q.電流表（毫安表）內(nèi)阻在零點(diǎn)幾歐到零點(diǎn)零幾歐左右.由待測(cè)電阻范圍可知品 >>品不成立.&<凡,成立。故采用題乙圖電流表內(nèi)接法測(cè)量.測(cè)量值為

26、1000Q。方法二：兩種接法中兩表示數(shù)變化分別為：U=|UU = 0 .IV, A/=|/mA. U = =與=g .可見(jiàn)電流表示數(shù)的變代較電壓表示數(shù)明顯，說(shuō)明甲圖中電壓表的分流作用較大。為了減小誤差，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，凡=:=（產(chǎn)0= 1000Qo4 .答案:（1） ABEFGH如右圖所示。，“ Ru 一八，力為Ai表的內(nèi)阻，Ro為定值電阻/為Ai表示數(shù)，人為A?表示數(shù) 解析：（1）根據(jù)測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理、給定器材及實(shí)驗(yàn)要求，確定測(cè)電阻的方法“伏安法： 從而選擇實(shí)驗(yàn)器材。（2）滑動(dòng)變阻器的阻值/?<10K，電表量程較小,控制電路采用分壓電路;“伏安法”測(cè)電阻，測(cè)量中要求電壓表讀數(shù)不得小于

27、其量程的1/3 , A1表測(cè)大電流,A2表測(cè)小電流如果A、R。串聯(lián)后與凡并聯(lián),鼻風(fēng)（凡+4）1三配（凡+4）+ -n= 137. 5 rA <，“如果 A入 R*串聯(lián)后與 &并聯(lián),<=1* + -=550HA >3Rx33&測(cè)量電路區(qū)與A2串聯(lián)后與/?。并聯(lián)。(3)由QC =1式& + 4)得:% =與上4 -45 .答案:(1 )電流表A,不能精確測(cè)出其內(nèi)阻.因這時(shí)圖中的電流 表A'應(yīng)為A* A3中的一只，這使得電流表A!中的電流不 能超過(guò)300 mA.其指針的偏轉(zhuǎn)極其微小.誤差很大。而A-A 3可用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻。(2 )若測(cè)“，實(shí)物

28、連線如下圖所示。(3)A、A'兩電流表的示數(shù)/、7和電阻箱的阻值/?i,6 .答案：(1 ) A1;(2)電路如下圖所示解析:電壓表可視為一特殊的電阻，第一它的阻值較大:第二該電阻的電壓可以從表盤(pán)的示數(shù)上讀出，測(cè)電表的內(nèi)阻時(shí)應(yīng)注意的就是不要超出它的量程，本題電源電動(dòng)勢(shì)E=4V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值吊尸1 kC ,這樣如果滑動(dòng)變阻器與電壓表電阻串聯(lián)，電壓表所獲得的電瘟就超過(guò)了它的量程(3 V).因此必須采用分壓電路，電路連線如上圖所示.在不超過(guò)電壓表量程(3 V)的前提下,通過(guò)電壓表的電流人=4 , 在20 50 k。之間,電流最大/，產(chǎn)L5xlO4A= 150iAo因此電流表選A%五、

29、配套練習(xí)1 .伏安法測(cè)電阻時(shí)，為了提高測(cè)量的精度.可在連接電路時(shí).采用如圖所示電路.將電壓表的一端P預(yù)留出來(lái).使P分別跟小6兩點(diǎn)接觸一下，同時(shí)注意觀察電流裘、電壓表的示數(shù).則下面的決定正確的是()A .兩次比較若電流表A示數(shù)變化顯著.則P應(yīng)接在u點(diǎn)B.兩次I:瞅若電流表A示數(shù)變化顯著.側(cè)P應(yīng)接在點(diǎn)C,兩次比較若電壓表V示數(shù)變化顯著.則P應(yīng)接在點(diǎn)D.兩次比較若電壓表V示數(shù)變化明顯.則P應(yīng)接在點(diǎn)在這五組:2 .用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中.按實(shí)驗(yàn)要求選用的電壓表的最小分度為0.1V ,電流表的最小分度為0. 02 Ao某12345UN0.811.211.71.792.5177A0.160 . 2420

30、. 3380.4220.502同學(xué)記錄的各組數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：中.有效數(shù)字位數(shù)不符合要求的是第組，數(shù)據(jù)有差錯(cuò)的是第組.3 .有一待測(cè)電阻凡,無(wú)法估計(jì)其粗略值,某同學(xué)應(yīng)用伏安法進(jìn)行測(cè)量,按圖所示甲、乙兩種電路各測(cè)一次 用圖甲測(cè)得的數(shù)據(jù)是5.9V、6 .0圖測(cè)量的值誤差較小.測(cè)量值RxmA ；用圖乙測(cè)得的數(shù)據(jù)是6.0V、5.0 mA0由此可知.用4 .用圖（a）中所給的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè) “12 V 5W”的小燈泡在不同電壓下的 功率、其中電流表有3A、0.6A ,兩擋， 內(nèi)阻可忽略，電壓表有15V、3V兩擋， 內(nèi)阻很大，測(cè)量時(shí)要求加在燈泡兩端 的電壓可持續(xù)地從0V調(diào)到12 V。（1 ）按要求在實(shí)物圖上連

31、線（其中部分線路已經(jīng)連好）.某次測(cè)量時(shí)電流表的指針位置如圖（b）所示,其讀數(shù)為5 .從表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材.設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表Ai的內(nèi)阻門，要求方法簡(jiǎn)捷、有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多緘器材（代號(hào)）規(guī)格電流表（Ai）量程1 0 mA.內(nèi)阻待測(cè)（約4 0Q）電流表（A2）量程 5 00(.1 A t 內(nèi)阻=7 5 0Q電壓表（V）量程1 0V ,內(nèi)阻=10kQ電阻（Rl）阻值約為100O，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器（&）總阻值約為5 0Q電池（E）電動(dòng)勢(shì)1.5V.內(nèi)阻很小電建（S）、導(dǎo)線若干（1）在虛線方框中畫(huà)出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào).式中若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算門.則所用的表

32、達(dá)式為n=AA- 付6 .一阻值約為30 kQ的電阻R ,欲用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)出它的阻值。備選器材有:A.電源(E=l 6 V , /-2Q)；。B.電源(E=3V/=0.50)；C.電壓表（里程015 V.內(nèi)阻50 k。）；。D,電壓表（量程。3 V ,內(nèi)阻1 0 kQ）;E.電流表（量程0 500p A .內(nèi)阻5 0 0Q） ； w>F.電流表（量程0 1 mA.內(nèi)阻2 5 0 。）；G滑動(dòng)變阻器（阻值0 2000）;汨電鍵一只.導(dǎo)線若干。(1)從上述器材中選出合適的有用的器材:(用字母表示X(2 )在方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。7如圖所示為用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需器材的實(shí)物

33、圖,器材規(guī)格如下：待測(cè)電阻R *(阻值約為100);直流電流表(量程0 0.6A ,內(nèi)阻5。；量程03 A ,內(nèi)阻1Q)；(3)直流電壓君 量程0 3 V.內(nèi)阻10 kQ:量程0 1 5 V內(nèi)阻1 5 kQ)；直流電源(輸出電壓6v內(nèi)阻不計(jì))；(5)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0 5 0Q允許通過(guò)的最大電流1 A)；(6)開(kāi)關(guān)一個(gè).連接用導(dǎo)線若干根。要求較準(zhǔn)確地測(cè)出待測(cè)電阻的阻值.試根據(jù)器材規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求.求解下列問(wèn)題：電流表的量程應(yīng)選,電壓表量程應(yīng)選.(2)應(yīng)采用電流表 法。(3 )在實(shí)物圖上連線。8.用如圖所示電路測(cè)量一個(gè)阻值較大的未知電阻R的阻值(電路不完整)，S'為單 刀雙擲開(kāi)關(guān)，、b

34、和c、，/均為接線柱，其中一處接人一個(gè)已知電阻島、另一處接 入一個(gè)電表(電流表或電壓表)。(1)在圖中補(bǔ)上所需要的元件。(2 )實(shí)驗(yàn)時(shí)，先合S ,將S '打至I1 r電表讀數(shù)為機(jī)，再將S '打至U 2 ,電表讀數(shù)為，9 .圖(a )所示是一用伏安法測(cè)量電阻、的實(shí)驗(yàn)電路圖，只是電壓表未接入電路中.圖（b）是相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，其中待測(cè)量的未知電阻R”阻值約為1 kQ,電流表量程20 mA、內(nèi)阻小于1O，電壓表量程15 V、內(nèi)阻約1.5 kO，電源輸出電壓約12 Vo滑動(dòng)變阻器（甲）的最大阻值為2000.（乙） 的最大阻值為2 0 Q。（1 ）在圖（a）的電路圖中把電壓表接到正確位置。

35、（2 ）根據(jù)圖（a ）的電路圖將圖（b ）的實(shí)物連成實(shí)驗(yàn)電路。說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)電路中兩個(gè)滑動(dòng)變阻器所起的作用有何不同。10 .有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬材料樣品.截面為外方（正方形）內(nèi)圓，如圖所示.此金屬材料質(zhì)量約為0.1- 0.2 kg ,長(zhǎng)約為30 cm ,電阻約為10Oo已知這種金屬的電阻率為P密度為四。因管線內(nèi)徑太小,無(wú)法直接測(cè)量.請(qǐng)根據(jù)下列提供的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量其內(nèi)徑A.毫米刻度尺。aB .螺旋測(cè)微器C.電流表(60 0 mA r 1 0 0)D,電流表(3A r 0 . IQ)E .電壓表(3V. 6 kQ)- F .滑動(dòng)變阻器(2 kQ , 0.5 A )G滑動(dòng)變阻器（10Q , 2 A"H.直流穩(wěn)壓電源（6 V. 0 .050）I.開(kāi)關(guān)一個(gè).帶夾子的導(dǎo)線若干（1）除待測(cè)金屬材料外，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有.（只填代號(hào)字母）。據(jù)圖.畫(huà)出你所設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)電路圖，并把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路。（3 ）用已知的物理常量和所測(cè)得的物理量,推導(dǎo)出計(jì)算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式.配套練習(xí)參考答案:1.BC 錯(cuò)誤!變化顯著，說(shuō)明錯(cuò)誤!分流大,應(yīng)選用錯(cuò)誤!內(nèi)接法:錯(cuò)誤!示數(shù)變化大，說(shuō)明錯(cuò)誤!分壓大.應(yīng)選用錯(cuò)誤!外接法。2 .答