第3講　實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率 講義

1、.第3講實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率見學(xué)生用書P123微知識(shí)1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法。2掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的使用和讀數(shù)方法。3會(huì)用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)定金屬的電阻率。微知識(shí)2 實(shí)驗(yàn)原理1螺旋測(cè)微器1構(gòu)造：如圖甲，S為固定刻度，H為可動(dòng)刻度。甲乙2原理可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，那么螺旋測(cè)微器的準(zhǔn)確度為0.01 mm。3讀數(shù)測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，缺乏半毫米部分由可動(dòng)刻度讀出。測(cè)量值mm固定刻度數(shù)mm注意半毫米刻度線是否露出可動(dòng)刻度數(shù)估讀一位×0.01 mm如圖乙所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，可動(dòng)刻度上的讀數(shù)為15.0，最后的讀

2、數(shù)為：2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm。2游標(biāo)卡尺1構(gòu)造如下圖：主尺、游標(biāo)尺主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘。2用處：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑。3原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見下表：4讀數(shù)：假設(shè)用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，那么記錄結(jié)果表達(dá)為xK×準(zhǔn)確度mm。3

3、伏安法測(cè)電阻電流表的內(nèi)接法和外接法的比較4.電阻率的測(cè)定原理：把金屬絲接入如下圖的電路中，用電壓表測(cè)金屬絲兩端的電壓，用電流表測(cè)金屬絲的電流，根據(jù)Rx計(jì)算金屬絲的電阻Rx，然后用毫米刻度尺測(cè)量金屬絲的有效長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑d，計(jì)算出金屬絲的橫截面積S；根據(jù)電阻定律Rx，得出計(jì)算金屬絲電阻率的公式。微知識(shí)3 實(shí)驗(yàn)步驟1用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值。2按圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。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3次，求出其平均值l。4把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電

4、路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合電鍵S，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻Rx的平均值。5整理儀器。微知識(shí)4 數(shù)據(jù)處理1在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法1第一種是用Rx算出各次的數(shù)值，再取平均值。2第二種是用UI圖線的斜率求出。2計(jì)算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值，代入電阻率計(jì)算公式Rx。微知識(shí)5 誤差分析1金屬絲直徑、長(zhǎng)度的測(cè)量帶來誤差。2測(cè)量電路中電流表及電壓表對(duì)電阻測(cè)量的影響，因?yàn)殡娏鞅硗饨?，所以R測(cè)<R真，由R，知測(cè)<真。3通電電流過大，時(shí)間過長(zhǎng)，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差。微知識(shí)6 本卷

5、須知1為了方便，測(cè)量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前進(jìn)展，為了準(zhǔn)確測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度，應(yīng)該在連入電路之后在拉直的情況下進(jìn)展。2本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小，故須采用電流表外接法。3電鍵S閉合前，滑動(dòng)變阻器的阻值要調(diào)至最大。4電流不宜太大電流表用00.6 A量程，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中變大。一、思維辨析判斷正誤，正確的畫“，錯(cuò)誤的畫“×。150分度的游標(biāo)卡尺的準(zhǔn)確度為0.01 mm。×2螺旋測(cè)微器的固定刻度部分的最小分度為1 mm。×3因金屬絲電阻較小，所以用伏安法測(cè)電阻時(shí)應(yīng)采用內(nèi)接法。×4測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，通過金屬絲的電流不

6、能過大，通電時(shí)間不能過長(zhǎng)。二、對(duì)點(diǎn)微練1游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的使用用螺旋測(cè)微器測(cè)量一根金屬絲的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖甲，其讀數(shù)為_mm。用游標(biāo)為50分度的卡尺測(cè)量某圓筒的內(nèi)徑，那么該游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺每一小格的長(zhǎng)度為_mm，測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，此工件的直徑為_cm。答案1.5540.981.1142實(shí)驗(yàn)原理在“測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，由可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是A導(dǎo)線直徑d的測(cè)量B電壓U的測(cè)量C電流I的測(cè)量D導(dǎo)線長(zhǎng)度的測(cè)量解析四個(gè)選項(xiàng)中的四個(gè)物理量對(duì)金屬絲的電阻率均有影響，但影響最大的是直徑d，因?yàn)樵谟?jì)算式中取直徑的平方。A項(xiàng)正確。答案A3實(shí)驗(yàn)器材的選擇某同學(xué)要測(cè)定一個(gè)阻值R約為5 的電

7、阻，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：A電壓表量程03 V，內(nèi)阻約30 kB電流表量程00.6 A，內(nèi)阻約1.0 C滑動(dòng)變阻器R1阻值范圍010 ，允許最大電流3 AD滑動(dòng)變阻器R2阻值范圍0500 ，允許最大電流1 AE電源E電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì)F開關(guān)，導(dǎo)線1圖中部分電路已連接，請(qǐng)?jiān)趫D中以筆畫線代替導(dǎo)線將電壓表接入電路中的正確位置。2圖中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_填“R1或“R2更合理。3閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)該置于_填“A或“B端。答案1如下圖2R13A見學(xué)生用書P125微考點(diǎn)1測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)核|心|微|講1游標(biāo)卡尺的讀數(shù)主尺讀數(shù)游標(biāo)尺讀數(shù)。2螺旋測(cè)微器讀數(shù)固定刻度部分讀數(shù)mm可動(dòng)刻度部分讀

8、數(shù)×準(zhǔn)確度mm。303 V的電壓表和03 A的電流表讀數(shù)方法一樣，此量程下的準(zhǔn)確度是0.1 V或0.1 A，看清楚指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。4對(duì)于015 V量程的電壓表，準(zhǔn)確度是0.5 V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1 V。5對(duì)于00.6 A量程的電流表，準(zhǔn)確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀，即讀到最小刻度的一半0.01 A。典|例|微|探【例1】1如圖甲所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9 mm長(zhǎng)10等分、19 mm長(zhǎng)20等分、49 mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次為_ mm，_ mm，_ mm。2使用螺旋

9、測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖乙所示，那么金屬絲的直徑是_ mm。甲乙3圖丙使用0.6 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表_ A，圖中表針示數(shù)是_ A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤中每一小格代表_ A，圖中表針示數(shù)為_ A。圖丁使用較小量程時(shí)，每小格表示_ V，圖中表針的示數(shù)為_ V。假設(shè)使用的是較大量程，那么這時(shí)表盤刻度每小格表示_ V，圖中表針示數(shù)為_ V。4旋鈕式電阻箱如圖戊所示，電流從接線柱A流入，從B流出，那么接入電路的電阻為_ 。今欲將接入電路的電阻改為2 087 ，最簡(jiǎn)單的操作方法是_。假設(shè)用兩個(gè)這樣的電阻箱，即可得到的電阻值范圍為_?！窘忸}導(dǎo)思】1游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)那么是什么

10、？答：主尺讀數(shù)格數(shù)×準(zhǔn)確度。2螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)那么是什么？答：固定刻度部分讀數(shù)可動(dòng)部分讀數(shù)×準(zhǔn)確度。解析1最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，缺乏1毫米數(shù)是7×0.1 mm0.7 mm，最后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7 mm。中間圖讀數(shù)：整毫米是23，缺乏1毫米數(shù)是17×0.05 mm0.85 mm，最后結(jié)果是23 mm0.85 mm23.85 mm。最下面圖讀數(shù)：整毫米是3，缺乏1毫米數(shù)是9×0.02 mm0.18 mm，最后結(jié)果是3 mm0.18 mm3.18 mm。2固定刻度示數(shù)為2.0 mm，缺乏半毫米的從可動(dòng)刻度上讀，其示數(shù)為15.

11、0，最后的讀數(shù)為2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm。3使用0.6 A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0.44 A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A。電壓表使用3 V量程時(shí)，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時(shí)，每小格表示0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V。4電阻為1 987 。最簡(jiǎn)單的操作方法是將“×1 k旋鈕調(diào)到2，再將“×100旋鈕調(diào)到0。每個(gè)電阻箱的最大阻值是9 999 ，用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2×9 999 19 998 。故用兩個(gè)這

12、樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為019 998 。答案117.723.853.1822.15030.020.440.12.200.11.700.58.541 987將“×1 k旋鈕調(diào)到2，再將“×100旋鈕調(diào)到0019 998 題|組|微|練1現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測(cè)量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測(cè)圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測(cè)量該圓柱體的長(zhǎng)度。螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖甲和乙所示。1由上圖讀得圓柱體的直徑為_cm，長(zhǎng)度為_cm。2假設(shè)流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長(zhǎng)度分別為D、L，測(cè)得D、L、I、U

13、表示的電阻率的關(guān)系式為_。解析1螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為1.5 mm34.4×0.01 mm1.844 mm1.8421.846范圍內(nèi)的均可；游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為42 mm8×0.05 mm42.40 mm4.240 cm。2圓柱體的橫截面積為S2，由電阻定律R和歐姆定律R可知，。答案10.184 44.24022某實(shí)驗(yàn)探究小組的同學(xué)準(zhǔn)備測(cè)量電爐絲的電阻率，他們首先用螺旋測(cè)微器測(cè)出一段電爐絲的直徑和長(zhǎng)度如圖甲、乙所示，那么該電爐絲的直徑為_ mm，長(zhǎng)度為_ mm。該小組同學(xué)又從標(biāo)稱為“220 V,500 W“220 V,300 W“220 V，25 W的3個(gè)電爐中任選一個(gè)，正確使用多

14、用電表歐姆×10擋測(cè)量其阻值，結(jié)果如圖丙所示，那么該電爐的阻值是_ ，標(biāo)稱功率為_ W。解析由圖甲所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5 mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為40.0×0.01 mm0.400 mm，金屬絲直徑為0.5 mm0.400 mm0.900 mm；由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為3.3 cm33 mm，游標(biāo)尺示數(shù)為2×0.05 mm0.10 mm，金屬絲的長(zhǎng)度為33 mm0.10 mm33.10 mm；由圖丙可知，該電爐的阻值是16.4×10164 ，根據(jù)P得，功率PW295.1 W，故標(biāo)稱功率為300 W。答案0.90033.101643

15、00微考點(diǎn)2儀器的選擇和電路的設(shè)計(jì)核|心|微|講1電路設(shè)計(jì)的原那么1正確性：實(shí)驗(yàn)所根據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的根本原理。2平安性：實(shí)驗(yàn)方案的施行要平安可靠，施行過程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器。3方便性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)展數(shù)據(jù)處理。4準(zhǔn)確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀表量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能小。2電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇1選擇電表：根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原那么選擇電表。合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)一般要大于量程的，以減少測(cè)量誤差。2選擇滑動(dòng)變阻器：根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電壓或

16、電流范圍選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不超過它的額定值，在此條件下，為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選阻值小的、不選阻值大的滑動(dòng)變阻器。典|例|微|探【例2】實(shí)驗(yàn)室購置了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100 m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度。該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2，查得銅的電阻率為1.7×108 ·m，再利用如下圖電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度?？晒┦褂玫钠鞑挠校弘娏鞅恚毫砍?.6 A，內(nèi)阻約0.2 ；電壓表：量程3 V，內(nèi)阻約9 k；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5 ；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20 ；定值電阻：R03 ；電源：電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻可不計(jì)；

17、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干。答復(fù)以下問題：1實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_填“R1或“R2，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至_填“a或“b端。2在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖中的電路完成剩余部分的連接。3調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時(shí)，電壓表示數(shù)如下圖，讀數(shù)為_ V。4導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為_ m。保存兩位有效數(shù)字【解題導(dǎo)思】1原理圖中的滑動(dòng)變阻器是哪種接法？答：限流式接法。2寫出本實(shí)驗(yàn)中的原理關(guān)系式。答：由R，得l。解析1由Rx可估算銅導(dǎo)線的電阻Rx約為1.7 ，RxR0約為4.7 。假設(shè)選用R15 的滑動(dòng)變阻器，電流表和電壓表的調(diào)節(jié)范圍較小且面臨“燒壞的危險(xiǎn)，故應(yīng)選用R220 的滑動(dòng)變阻器?；瑒?dòng)

18、變阻器采用限流式接法，閉合開關(guān)前應(yīng)將觸頭移至接入阻值最大的a端。2如下圖。3電壓表的讀數(shù)需估讀一位，數(shù)值為2.30 V。4由歐姆定律可知，RxR0 4.6 ，所以Rx1.6 。再根據(jù)Rx可解得l94 m。答案1R2a2見解析圖32.302.29,2.31也正確49493,95也正確題|組|微|練3在“測(cè)定金屬的電阻率實(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50 cm。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)果如下圖，其讀數(shù)應(yīng)為_mm。該值接近屢次測(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：電池組電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻約1 、電流表內(nèi)阻約0.1 、電壓表內(nèi)

19、阻約3 k、滑動(dòng)變阻器R020 ，額定電流2 A、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)展實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖中的_填“甲或“乙圖。甲乙3以下圖是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已經(jīng)連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)2所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中的實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。4這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立UI坐標(biāo)系，如下圖，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UI圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx_。保存兩位有效數(shù)字5根據(jù)以

20、上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_。填選項(xiàng)字母A1×102 ·m B1×103 ·mC1×106 ·m D1×108 ·m6多項(xiàng)選擇任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，以下關(guān)于誤差的說法正確的選項(xiàng)是_。填選項(xiàng)字母A用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶爾誤差C假設(shè)將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D用UI圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶爾誤差解析1主尺半刻度線未露出，讀數(shù)為0，螺旋尺的讀數(shù)為39.8

21、5;0.01 mm0.398 mm，所以此螺旋測(cè)微器讀數(shù)為00.398 mm0.398 mm。2由圖表數(shù)據(jù)可知，待測(cè)電阻阻值約為5 ，假設(shè)電路采用限流接法，回路最小電流I，代入數(shù)值約為0.11 A，不可能到達(dá)0.020 A，所以應(yīng)該是分壓接法。3連接實(shí)物圖時(shí)要注意：開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于零阻值處，以使待測(cè)電阻的分壓最??；應(yīng)保證開關(guān)能控制整個(gè)電路的通斷；電流從電壓表和電流表正極流入。4在坐標(biāo)系中描出2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后連線。由于第6個(gè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)偏向太大，舍棄不用；圖線的斜率即為Rx的阻值，由圖可知，Rx4.4 。5由電阻定律知R，那么·RR1.0×106 &

22、#183;m，C項(xiàng)正確。6由于讀數(shù)而引起的誤差是偶爾誤差，由于電壓表與電流表的內(nèi)阻而引起的誤差是系統(tǒng)誤差，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；假設(shè)將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，那么消除了電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，即消除了由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差，C項(xiàng)正確；由UI圖象處理數(shù)據(jù)，表達(dá)了屢次測(cè)量求平均值的思想，而且剔除了個(gè)別偶爾誤差比較大的點(diǎn)，如圖線中的第6個(gè)點(diǎn)，D項(xiàng)正確。答案10.3980.3950.399均正確2甲3見解析4圖線見解析444.34.7均正確5C6CD4在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測(cè)金屬絲：Rx阻值約為4 ，額定電流約0.5 A；電壓表：V量程3 V，內(nèi)阻約3 k；電流表：A1量程0

23、.6 A，內(nèi)阻約0.2 ；A2量程3 A，內(nèi)阻約為0.05 ；電源：E1電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì)；E2電動(dòng)勢(shì)12 V，內(nèi)阻不計(jì)；滑動(dòng)變阻器：R最大阻值約20 ；螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線。1用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如下圖，讀數(shù)為_ mm。2假設(shè)滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選_、電源應(yīng)選_均填器材代號(hào)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。解析1螺旋測(cè)微器主尺讀數(shù)為1.5 mm，螺旋刻度讀數(shù)為27.3×0.01 mm0.273 mm，讀數(shù)應(yīng)為1.5 mm0.273 mm1.773 mm。2由于待測(cè)電阻Rx阻值約為4 ，額定電流約為0.5 A，故電流表選A1，

24、電源選E1。答案11.7731.7711.775均正確2A1E1電路圖如下圖微考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)的遷移、拓展和創(chuàng)新核|心|微|講1實(shí)驗(yàn)原理用電阻箱替代待測(cè)電阻，按如下圖連接好電路，調(diào)節(jié)電阻箱，使兩次電流表示數(shù)相等，那么電阻箱的示數(shù)就等于待測(cè)電阻的阻值。2本方案的優(yōu)缺點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)：電路構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，便于讀數(shù)，同時(shí)可以防止因電表的內(nèi)阻產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。2缺點(diǎn)：由于電阻箱不能連續(xù)調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致測(cè)量值與真實(shí)值之間存在誤差。典|例|微|探【例3】某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻。1分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲、乙所示，長(zhǎng)度為_cm，直徑為_mm

25、。2按圖丙連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下：將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最_填“大或“小處；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0；將電阻箱R2的阻值調(diào)至最_填“大或“小，S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1 280 。3由此可知，圓柱體的電阻為_?！窘忸}導(dǎo)思】試著從實(shí)驗(yàn)步驟的描繪中總結(jié)出測(cè)電阻的原理？答：替代法測(cè)電阻。解析1游標(biāo)卡尺的精度為0.1 mm，所以L501×0.1 mm5.01 cm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d531.6×0.01 mm5.316 mm。2為了保護(hù)電流表，在接通電路之前，要使電路中的總電阻盡可能大，然后

26、漸漸減小電路中的電阻。答案15.015.3165.3105.3202大大31 280題|組|微|練5為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖的電路。圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池。完成以下實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：1將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)_，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)_的讀數(shù)I。2然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)_，使_，記下此時(shí)RN的讀數(shù)。3屢次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的_，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值。解析此題考察的是等效替代法測(cè)電流表的電阻，意在考察學(xué)生對(duì)等效替代法的理解及電路識(shí)別。先與被測(cè)電流表連

27、接，調(diào)整變阻器R0并使電路有適當(dāng)?shù)碾娏?，并記下此時(shí)電流值，然后與電阻箱連接，不改變變阻器的阻值，調(diào)整電阻箱使電路中的電流仍為I，那么電阻箱的阻值就等于被測(cè)電流表的內(nèi)阻。答案1R0標(biāo)準(zhǔn)電流表或A02RN標(biāo)準(zhǔn)電流表或A0的讀數(shù)仍為I3平均值6李明同學(xué)想要測(cè)量某個(gè)未知電阻R1，他的手邊共有儀器如下：一個(gè)電阻箱R一個(gè)滑動(dòng)變阻器R0一個(gè)靈敏電流計(jì)G一個(gè)不計(jì)內(nèi)阻的恒定電源E開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干他首先想到用伏安法或者電表改裝知識(shí)來設(shè)計(jì)電路，但發(fā)現(xiàn)由于儀器缺乏無法實(shí)現(xiàn)?？鄲乐嗳で笪锢砝蠋煹膸椭?。老師首先給了他一道習(xí)題要求他考慮：1如圖甲，在a、b之間搭一座“電橋，調(diào)節(jié)四個(gè)變阻箱R1、R2、R3、R4的阻值，當(dāng)

28、G表為零時(shí)此時(shí)也稱為“電橋平衡，4個(gè)電阻之間的關(guān)系是_。2聰明的李明馬上想到了改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)，他按照以下步驟很快就測(cè)出了Rx。A按圖乙接好電路，調(diào)節(jié)_，P為滑動(dòng)變阻器的滑頭，當(dāng)G表示數(shù)為零時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值R1B將Rx與變阻箱R互換位置，并且控制_不動(dòng)，再次調(diào)節(jié)_，直至電橋再次平衡時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值R2C由以上數(shù)據(jù)即可得Rx的阻值，其大小為Rx_。解析1由圖可知，要使G中電流為零，其兩端的電勢(shì)差為零；那么由串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，上下兩電路中電阻的比值相等；即一定有，解得R1R4R2R3。2A.由題意可知，李明采用電橋平衡法進(jìn)展實(shí)驗(yàn)；故應(yīng)調(diào)節(jié)R，使G表中電流為零，此時(shí)讀出R，那么R1與R

29、x的比值等于滑動(dòng)變阻器左右兩邊電阻的比值；B應(yīng)控制P不動(dòng)，使兩邊電阻的比值不變；互換Rx與變阻箱R；再次調(diào)節(jié)R，使電流計(jì)讀數(shù)為零；那么也有比值等于左右兩邊電阻的比值；C根據(jù)題意有，解得Rx。答案1R1R4R2R32A.RBPRC.學(xué)生用書P128 1某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖甲和乙所示。該工件的直徑為_ cm，高度為_ mm。甲乙解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)主尺讀數(shù)游標(biāo)尺讀數(shù)：12 mm4×0.05 mm12.20 mm1.220 cm。螺旋測(cè)微器讀數(shù)固定刻度可動(dòng)刻度：6.5 mm36.2×0.01 mm6.862 mm。答案1.220

30、6.8622某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。1用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖甲所示的部件_填“A“B“C或“D。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_ mm。2如圖乙所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中_填圖中表示接線柱的數(shù)字之間出現(xiàn)了_填“短路或“斷路。3在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 。為了更

31、準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)做怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議。解析1螺旋測(cè)微器讀數(shù)前應(yīng)旋緊止動(dòng)旋鈕，即部件B，防止讀數(shù)時(shí)螺桿挪動(dòng)；由圖中的示數(shù)，讀出合金絲直徑為0.01 mm×41.00.410 mm。2圖示位置電壓表的電壓示數(shù)很大，而電流很小，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器示數(shù)變化很小，可以判斷電路中出現(xiàn)斷路，使電壓表和電流表串聯(lián)在電路中，可能是電路中7、9兩處出現(xiàn)了斷路。3由于電流表的內(nèi)阻只有約0.3 ，又由于58.7 > 30 ，因此采用電流表內(nèi)接，可以減小電阻測(cè)量的誤差；另外也可以采用屢次測(cè)量求平均值的方法減小實(shí)驗(yàn)誤差。答案1B0.41027、9斷路3電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值?；驕y(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值3有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，長(zhǎng)約為60 cm，電阻大約為6 ，橫截面如圖甲所示。1用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖乙所示，金屬管線的外徑為_ mm。2現(xiàn)有如下器材：A電流