第7章實驗七 測定金屬絲的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)

1、第七章第七章 恒定電流恒定電流實驗七測定金屬絲的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)考綱解讀掌握螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法掌握螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表 的讀數(shù)方法的讀數(shù)方法.會用伏安法測電阻，并能測定金屬絲的電阻率會用伏安法測電阻，并能測定金屬絲的電阻率.知識梳理知識梳理考點一考點一考點二考點二考點三考點三考點四考點四 知識梳理一、螺旋測微器的使用1.構(gòu)造：如圖所示，B為固定刻度，E為可動刻度.2.原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)

2、前進或后退 mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進或后退 mm，即螺旋測微器的精確度為 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺.3.讀數(shù)：測量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位) (mm).如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.0.50.010.010.01【實驗基礎知識】答案 知識梳理二、游標卡尺1.構(gòu)造：主尺、 (主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標卡尺上還有一個深度尺.(如圖所示)

3、2.用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑.游標尺答案 知識梳理3.原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成.不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其規(guī)格見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm的差值精確度(可精確到)109 mm0.1 mm mm2019 mm0.05 mm mm5049 mm0.02 mm mm4.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻度線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(xK精確度)mm.0.1

4、0.050.02答案 知識梳理三、常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或電流，然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可.(1)03 V的電壓表和03 A的電流表的讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度分別是 _V和 A，看清楚指針的實際位置，讀到小數(shù)點后面兩位.(2)對于015 V量程的電壓表，精確度是 V，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位，即讀到0.1 V.(3)對于00.6 A量程的電流表，精確度是 A，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A.0.10.1

5、0.50.02答案 知識梳理1.實驗原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測出金屬絲的 和它的直徑d，計算出橫截面積S，并用伏安法測出電阻Rx，即可計算出金屬絲的電阻率.2.實驗器材被測金屬絲，直流電源(4 V)，電流表(00.6 A)，電壓表(03 V)，滑動變阻器(50 )，開關(guān)，導線若干， ，毫米刻度尺.3.實驗步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路.(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復測量三次，求出其平均值l.長度螺旋測微器【基本實驗要求】答案 知識梳理 電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電

6、流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值適用條件RARxRVRx大于小于答案最大 知識梳理 外內(nèi)外內(nèi)【規(guī)律方法總結(jié)】答案 知識梳理2.注意事項(1)先測直徑，再連電路：為了方便，測量直徑應在金屬絲連入電路之前測量.(2)電流表外接法：本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法.(3)電流控制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導致電阻率在實驗過程中變大.3.誤差分析(1)若為內(nèi)接法，電流表分壓.(2)若為外接法，電壓表分流.(3)長度和直徑的測量.返回 考點一 測量儀器、儀表的讀數(shù) 【考點逐項排查】 考點一 測量儀器、儀表的讀數(shù)1.某同學測定一金屬桿的長度和

7、直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為_ cm和_ mm.4.2060.10解析刻度尺的分度值為1 mm，要估讀到0.1 mm.游標卡尺讀數(shù)4 mm100.02 mm4.20 mm.【題組階梯突破】213解析答案 考點一 測量儀器、儀表的讀數(shù)2.完成下列讀數(shù)(如圖所示)a._mm b._mmc._mm d._mm0.4860.5364.0785.663213答案 考點一 測量儀器、儀表的讀數(shù)3. (1)如圖7所示的電流表使用0.6 A量程時 ， 對 應 刻 度 盤 上 每 一 小 格 代 表_A，圖中表針示數(shù)是_A；當使用3 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表_ A，圖中表針示

8、數(shù)為_A.如圖所示的電表使用較小量程時，每小格表示_V，圖中指針的示數(shù)為_ V.若使用的是較大量程 ， 則 這 時 表 盤 刻 度 每 小 格 表 示_V，圖中表針指示的是_V.0.020.440.12.200.11.400.57.0213答案 考點一 測量儀器、儀表的讀數(shù)(2)旋鈕式電阻箱如圖所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為_ .今欲將接入電路的電阻改為2 087 ，最簡單的操作方法是_.若用兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為_.解析 電阻為1 987 .最簡單的操作方法是將“1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“100”旋鈕調(diào)到0.每個電阻箱的最大阻值是9 999 ，用這樣

9、兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻29 999 19 998 .故兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為019 998 .1 987 將“1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“100”旋鈕調(diào)到0019 998 213返回解析答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理4.某同學通過實驗測量一種合金的電阻率.(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑.為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應先旋緊圖所示的部件_(選填“A”、“B”、“C”或“D”).從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_ mm.(2)圖所示是測量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標出.合上開關(guān)，將滑動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

10、示位置發(fā)生很小的變化.由此可以推斷：電路中_(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了_(選填“短路”或“斷路”).B0.4107、8、9斷路滿偏為0546解析答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA，由此，該同學算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 .為了更準確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應作怎樣的改進？請寫出兩條建議.答案電流表改為內(nèi)接；測量多組電流和電壓值，計算出電阻的平均值.(或測量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值)546解析答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理5.用伏安法測定

11、電阻約為5 的均勻電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池.如圖甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱上，底座的中間有一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時，觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出.實驗采用的電路原理圖如圖乙所示，測量電阻絲直徑所用螺旋測微器如圖丙所示.(1)用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉(zhuǎn)動_使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉(zhuǎn)動_夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動_使F固定后讀數(shù).(填儀器部件的字母符號)GDH546答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理(2)根據(jù)電路原理圖乙，用筆畫線代替導線，將實物圖丁連接成實驗電路.546答案 考

12、點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理 546解析答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理6.為測定一段金屬絲的電阻率，某同學設計了如圖甲所示的電路.ab是一段電阻率較大的粗細均勻的電阻絲，電路中的保護電阻R04.0 ，電源的電動勢E3.0 V，電流表內(nèi)阻忽略不計，滑片P與電阻絲始終接觸良好.(1)實驗中用螺旋測微器測得電阻絲的直徑如圖乙所示，其示數(shù)為d_ mm.0.400546答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理(2)實驗時閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，分別測量出每次實驗中aP長度x及對應的電流值I，實驗數(shù)據(jù)如下表所示：x(m)0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60I(A)0.49 0.43 0.3

13、8 0.33 0.31 0.282.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57546 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理 1.1106546解析答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理 1.4546解析答案 考點二 實驗操作及數(shù)據(jù)處理 方法點撥返回內(nèi)容呈現(xiàn) 考點三 電阻的測量電阻測量的六種方法1.伏安法電路圖內(nèi)接法外接法特點：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻時應用 法測量，測小電阻時應采用 法測量)2.安安法若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當做電流表、電壓表以及定值電阻來使用.(1)如圖甲所示，當兩電流表所能測得的最大電壓接近時，如果已知 的內(nèi)阻R1，則可測得 的內(nèi)阻R2_.(2)如圖乙所示，當兩電

14、流表的滿偏電壓UA2UA1時，如果已知 的內(nèi)阻R1， 串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得 的電阻R2_.A1A2A1A1A2內(nèi)接外接【考點逐項排查】答案 考點三 電阻的測量3.伏伏法若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當做電流表、電壓表和定值電阻來使用.(1)如圖甲所示,兩電壓表的滿偏電流接近時,若已知的 內(nèi)阻R1，則可測出 的內(nèi)阻R2 .(2)如圖乙所示，兩電壓表的滿偏電流IV1IV2時，若已知 的內(nèi)阻R1， 并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得 的內(nèi)阻R2_.V2V1V1V1V24.等效法測電阻如圖所示,先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上,讀出電流表示數(shù)I;然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一

15、電源上,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)仍為I,則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值.答案 考點三 電阻的測量5.比較法測電阻如圖所示，讀得電阻箱R1的阻值及 、 的示數(shù)I1、I2，可得Rx_.如果考慮電流表內(nèi)阻的影響，則I1(RxRA1)I2(R1RA2).A1A2答案 考點三 電阻的測量6.半偏法測電流表內(nèi)阻電路圖如圖所示步驟：(1)斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使 的示數(shù)滿偏為Ig；(2)保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，使 的示數(shù)為 ；(3)由上可得RA .特別提醒當R0RA時，測量誤差小，此方法比較適合測小阻值的電流表的內(nèi)阻，且測量值偏小；電源電動勢應選大些的，這樣 表滿偏時R0才

16、足夠大，閉合S2時總電流變化才足夠小，誤差才小.AAAR 答案 考點三 電阻的測量7.小明對2B鉛筆芯的導電性能感興趣，于是用伏安法測量其電阻值.(1)下圖是部分連接好的實物電路圖，請用電流表外接法完成接線并在圖中畫出.(2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到UI圖上，如圖所示.在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點是用_(填“”或“”)表示的.偏小U-I圖像：斜率小【題組階梯突破】87910解析答案 考點三 電阻的測量(3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點，在圖上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為_ . 1.2（或1.6）87910解析答案 考點三

17、電阻的測量8.現(xiàn)要測量電流表G1的內(nèi)阻，給出下列器材：電流表G1(量程5 mA，內(nèi)阻r1約為150 )電流表G2(量程10 mA，內(nèi)阻r2約為100 )定值電阻R1100 定值電阻R210 滑動變阻器R3(0200 )干電池E(1.5 V，內(nèi)阻未知)單刀單擲開關(guān)S導線若干(1)定值電阻選_；(2)如圖所示，在虛線框中已畫出部分實驗電路設計圖，請補充完整，并標明所用器材的代號；解析(1)若選R2，則其阻值太小，電流過大，而R1與G1內(nèi)阻相當，故選R1.R187910解析答案 考點三 電阻的測量(3)若選測量數(shù)據(jù)中的一組計算r1，所用的表達式為r1_，式中各符號的意義是_. I1、I2分別表示電流

18、表G1、G2的讀數(shù)，R1表示定值電阻R1的阻值87910解析答案 考點三 電阻的測量9.電學實驗中經(jīng)常需要測量電阻的阻值.(1)測電阻的方法有很多種，現(xiàn)在提供一只標有“220 V40 W”的燈泡，它正常工作時的電阻為_ .若用多用電表歐姆擋來測量這只燈泡的電阻，則測出的電阻值_(填“大于”“等于”或“小于”)燈泡正常工作時的電阻值.(2)用下列器材設計一個實驗，測量該燈泡正常工作時的電阻值.A.220 V交流電源B.單刀雙擲開關(guān)一個C.電阻箱一個(0999.9 ，額定電流0.5 A)D.定值電阻一個(0.5 k，額定電流0.3 A)E.交流電流表一個(00.3 A)請在虛線框內(nèi)畫出電路原理圖.

19、小于1 21087910答案 考點三 電阻的測量10.電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍.某同學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下：待測電壓表 (量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 )，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 )，滑動變阻器R1(最大阻值100 ，額定電流2 A)，電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻不計)，開關(guān)2個，導線若干.(1)虛線框內(nèi)為該同學設計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整(如圖).V87910答案 考點三 電阻的測量(2)根據(jù)設計的電路，寫出實驗步驟：_移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最??；閉合開

20、關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0，使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻.(3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV,與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比,RV_RV(填“”、“”或“”)，主要理由是_. 斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大，此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故RVRV87910返回答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新11.有一根細長且均勻的空心金屬管線，長約30 cm，電阻約為5 ，已知這種金屬的電阻率為，現(xiàn)在要盡可能精確測定它的內(nèi)徑d.(1)用螺

21、旋測微器測量金屬管線外徑D時刻度的位置如圖a所示，從圖中讀出外徑為_ mm，應用_(選填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)測金屬管線的長度L；毫米刻度尺5.200121113答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新(2)測量金屬管線的電阻R，為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導線及下列器材：A.電壓表03 V，內(nèi)阻約10 kB.電壓表015 V，內(nèi)阻約50 kC.電流表00.6 A，內(nèi)阻約0.05 D.電流表03 A，內(nèi)阻約0.01 E.滑動變阻器，010 F.滑動變阻器，0100 要求較準確地測出其阻值，電壓表應選_，電流表應選_，滑動變阻器應選_；(填序號)(3)實驗中他的實物接線如圖b所示，請指出接線

22、中的兩處明顯錯誤.錯誤1：_錯誤2：_采用了電流表內(nèi)接法ACE導線連接在滑動變阻器的滑片上121113答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新(4)用已知的物理常數(shù)和應直接測量的物理量(均用符號表示)，推導出計算金屬管線內(nèi)徑的表達式d_；(5)在實驗中，下列說法正確的是_.A.為使電流表讀數(shù)明顯，應使電流盡可能大些B.為操作方便，中間過程可保持開關(guān)S一直處于閉合狀態(tài)C.千分尺的精確度是千分之一毫米D.用千分尺測量直徑時必須估讀一位D121113解析答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新12.如圖是一同學測量某導電液體電阻率的實物連線圖.圖中均勻的長直玻璃管內(nèi)徑為d，里面充滿待測導電液體，玻璃管兩端各裝有一電極，電極距離為L.(1)根據(jù)實物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路原理圖，其中導電液體用電阻Rx表示.121113答案 考點四 實驗拓展與創(chuàng)新(2)在接通電路前，為保證器材安全滑動變阻器的滑片P應移到最_端(填“左”或“右”).在電路調(diào)試時