2019人教版高考物理專(zhuān)題知識(shí)講解電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系

物理總復(fù)習(xí)：電學(xué)實(shí)驗(yàn)：研究導(dǎo)體的電阻與資料的關(guān)系描繪小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線【考綱領(lǐng)求】1、會(huì)使用游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器；2、知道測(cè)定金屬的電阻率所使用的儀器，理解實(shí)驗(yàn)原理；會(huì)依如實(shí)驗(yàn)需要選擇合適的器材，能設(shè)計(jì)出合適的電路，能正確連接實(shí)驗(yàn)器材；3、對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差有必然的認(rèn)識(shí)；4、知道描繪小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線”的實(shí)驗(yàn)原理和器材，能按規(guī)范的步驟進(jìn)行操作;5、理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中合適器材的選擇原則；6、會(huì)依照需要選擇選擇不同樣的電路。【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)使用各種常用電學(xué)儀器以及正確讀數(shù)；2、學(xué)會(huì)使用螺旋測(cè)微器并掌握正確讀數(shù)方法；3、學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)量電阻的阻值，測(cè)定出金屬的電阻率。實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲、米尺、螺旋測(cè)微器、電壓表、電流表、直流電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器和導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)原理1、螺旋測(cè)微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)（1）螺旋測(cè)微器的構(gòu)造以下列圖是常用的螺旋測(cè)微器。它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上。旋鈕K、微調(diào)旋鈕K?和可動(dòng)刻度H、測(cè)微螺桿P連在一起，經(jīng)過(guò)精美螺紋套在S上。（2）螺旋測(cè)微器的原理測(cè)微螺桿P與固定刻度S之間的精美螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或退后0.5mm，而可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，P前進(jìn)或退后0.01mm。即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時(shí)誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺。（3）讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出。測(cè)量值（毫米）=固定刻度數(shù)（毫米）（注意半毫米刻線可否露出）+可動(dòng)刻度數(shù)（估讀一位）X）.01（毫米）?游標(biāo)卡尺1）構(gòu)造（如圖）：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。第1頁(yè)共15頁(yè)用途：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的一種測(cè)量長(zhǎng)度的工具。無(wú)論游標(biāo)尺上有多少個(gè)小均分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小均分刻度少I(mǎi)mm。常有的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小均分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見(jiàn)下表：每小慢與Imm精確度的撻109nun0.1mm0,1mm2019mm0,OSnmi0.05inm50■19mm0.02rnrna02mm(4)讀數(shù)：若用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度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x+Kxx精確度)mm。3.電阻率的測(cè)定原理歐姆定律和電阻定律，用毫米刻度尺測(cè)一段金屬絲導(dǎo)線的長(zhǎng)度L,用螺旋測(cè)微器測(cè)導(dǎo)線=E§。2的直徑d，用伏安法測(cè)導(dǎo)線的電阻R,由R=，得「二旦冬SL4L實(shí)驗(yàn)步驟(1)用螺旋測(cè)微器在導(dǎo)線的三個(gè)不同樣地址上各測(cè)一次，取直徑出導(dǎo)線的橫d的平均值，爾后計(jì)算截面積S;將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直，用毫米刻度尺測(cè)量接入電路的金屬絲長(zhǎng)度L(即有效長(zhǎng)度)，屢次測(cè)量三次，求出平均值L;S,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的地址，讀出幾組相應(yīng)(3)依照?qǐng)D中所示的電路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大;的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入記錄表格內(nèi),斷開(kāi)電鍵S,求出電阻R的平均值;閉合電鍵第2頁(yè)共15頁(yè)二d2R(5)將測(cè)得R、L、d的值，代入電阻率計(jì)算公式電阻-RS4L計(jì)算出金屬絲的率；整理好實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。注意事項(xiàng)1、螺旋測(cè)微器的使用第3頁(yè)共15頁(yè)(1)測(cè)量前須校訂零點(diǎn)：先使小砧A與測(cè)微螺桿P并攏，觀察可動(dòng)刻度零刻度線與固定刻度的軸向線可否重合，以及可動(dòng)刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線可否重合，不重合時(shí)，用存放螺旋測(cè)微器盒中的工具調(diào)治，直到完滿(mǎn)重合為止。(2)測(cè)量時(shí)，當(dāng)測(cè)微螺桿P將要接觸被測(cè)物體時(shí)，要停止使用旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K，以防范P和被測(cè)物體間產(chǎn)生過(guò)大的壓力。這樣，既能夠保護(hù)儀器，又能保證測(cè)量結(jié)果正確。當(dāng)聽(tīng)到咔、咔”聲后，止動(dòng)，即可讀數(shù)。(3)螺旋測(cè)微器應(yīng)估讀一位，即以mm作單位，應(yīng)讀到小數(shù)點(diǎn)后邊第三位。(4)為防范讀出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)。可在讀數(shù)前估計(jì)大概讀數(shù)值，若發(fā)現(xiàn)最后讀數(shù)與開(kāi)始估計(jì)數(shù)值相差較大，馬上檢查出錯(cuò)原因，如半毫米刻線可否露出。2.測(cè)定金屬的電阻率要點(diǎn)講解：(1)本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小，為了減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必定采用電流表外接法；實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測(cè)金屬絲、滑動(dòng)變阻器連成骨干線路(閉合電路)，爾后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬絲的兩端；(3)測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，是指測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，即電壓表兩并入點(diǎn)間的部分待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直；閉合電鍵S從前，必然要使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片處在有效電阻值最大的地址；(5)在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，經(jīng)過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流I的值不宜過(guò)大(電流表用0?0.6A量程)，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，省得金屬導(dǎo)線的溫度過(guò)高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中增大；(6)求R的平均值可用兩種方法：第一種是用算出各次的測(cè)量值，再取平均值；第二種是用圖象U—I(圖線)的斜率來(lái)求出?若采用圖象法，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要讓各點(diǎn)平均分布在直線兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)能夠不予考慮；連接實(shí)物圖時(shí)，所連的導(dǎo)線不要交織，且接到接線柱上；電流表與電壓表的讀數(shù)，注意有效數(shù)字的位數(shù)。誤差解析一一誤差本源1?直徑測(cè)量；長(zhǎng)度測(cè)量；3?測(cè)量電路中電流表及電壓表對(duì)電阻測(cè)量的影響；4?通電電流大小，時(shí)間長(zhǎng)短，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化；由于本實(shí)驗(yàn)采用電流表外接法，因此R測(cè)：:：Rt,由?=RxS,因此—。考點(diǎn)二、描繪小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、描繪小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線；2、解析曲線的變化規(guī)律并得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)器材小燈泡、4?6V學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)原理在純電阻電路中，電阻兩端的電壓與經(jīng)過(guò)電阻的電流是線性關(guān)系，但在實(shí)質(zhì)電路中，由于各種因素的影響，U—I圖象不再是一條直線?讀出若干組小燈泡兩端的電壓U和電流I,爾后在坐標(biāo)紙上以U為縱軸，以I為橫軸畫(huà)出U—I曲線。實(shí)驗(yàn)步驟要點(diǎn)講解：1、適當(dāng)選擇電流表、電壓表的量程，采用電流表的外接法，按圖所示的原理電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路圖；第4頁(yè)共15頁(yè)3把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)至滑動(dòng)變阻器的A端，電路經(jīng)2、滑動(dòng)變阻器采用分壓接法。檢查無(wú)誤后，閉合電鍵S;3、改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的地址，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U,記入記錄表格內(nèi)，斷開(kāi)電鍵S；4、在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流I，橫軸表示電壓U，用圓滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)，便獲取伏安特點(diǎn)曲線；5、拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。注意事項(xiàng)1、因本實(shí)驗(yàn)要作出I一U圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此，變阻器要采用分壓接法；2、本實(shí)驗(yàn)中，因被測(cè)小燈泡電阻較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必定采用電流表的外接法；3、電鍵閉合后，調(diào)治變阻器滑片的地址，使燈泡的電壓逐漸增大，可在電壓表讀數(shù)每增加一個(gè)定值（如0.5V）時(shí)，讀取一次電流值；調(diào)治滑片晌應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超出小電珠的額定電壓；4、電鍵閉合前變阻器滑片移到圖中的A端；5、在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，橫縱坐標(biāo)所取的分度比率應(yīng)該合適，盡量使測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖線占滿(mǎn)坐標(biāo)紙?連線必然要用圓滑的曲線，不能夠畫(huà)成折線。誤差解析1、測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差，未考慮電壓表的分流，造成測(cè)得的I值比真實(shí)值偏大;2、描繪U—I線時(shí)作圖不正確造成的有時(shí)誤差?！镜湫屠}】種類(lèi)一、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)高度，測(cè)量結(jié)果如圖（玄）和（b）所示。該工件的直徑為_(kāi)____cm，高度為_(kāi)________mm。例1、（2015海南卷）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圖舊）圖（b）【答案】1.220cm6.861mm【解析】游標(biāo)卡尺讀數(shù)為：d=12mm+4x（1/20）mm=1.220cm螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：h=6.5mm+36.1x0.01mm=6.861mm第5頁(yè)共15頁(yè)貫穿交融【變式】某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量一銅絲的直徑時(shí)，測(cè)微器的示數(shù)以下列圖，該銅絲的直徑第6頁(yè)共15頁(yè)為_(kāi)____________mm。【答案】（1）4.593（4.592或4.594也同樣給分）例2、讀出以下游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：（1）_____mm=____cm；（2）____mm=____cm；（3）__mm=____cm。34cm67RcmIIII丨11”11」丄1」|丿丿IIIIIIIjlIIIIIIIIIIIIIIIII丄..............[II[I|[IIII|lfll|ll°510⑶0W⑵20【思路點(diǎn)撥】理解游標(biāo)卡尺的原理，精度有三種0.1mm（10分度）、0.05mm（20分度）、0.02mm（50分度），選刻度線對(duì)的最正的，沒(méi)有估讀，保留位數(shù)要對(duì)?！敬鸢浮浚?）29.8mm=2.98cm；（2）61.70mm=6.170cm；（3）10.48mm=1.048cm?！窘馕觥浚?）是十分度的游標(biāo)卡尺，精確度為0.1mm。讀數(shù)時(shí)從游標(biāo)的0刻度線對(duì)上去讀毫米的整數(shù)是29mm，再看游標(biāo)與主尺的刻度線哪條對(duì)得最齊，游標(biāo)的第8條，就是0.8mm，因此讀數(shù)是29.8mm，再換成cm，即卩2.98cm。（2）是二十分度的游標(biāo)卡尺，精確度為0.05mm。讀數(shù)時(shí)從游標(biāo)的0刻度線對(duì)上去讀毫米的整數(shù)是61mm，再看游標(biāo)與主尺的刻度線哪條對(duì)得最齊，游標(biāo)的第14條，就是0.70mm，因此讀數(shù)是61.70mm，再換成cm,即6.170cm。要習(xí)慣以mm為單位讀數(shù)，這樣能保證有效位數(shù)不會(huì)錯(cuò)。（3）是五十分度的游標(biāo)卡尺，精確度為0.02mm。讀數(shù)時(shí)從游標(biāo)的0刻度線對(duì)上去讀毫米的整數(shù)是10mm，再看游標(biāo)與主尺的刻度線哪條對(duì)得最齊，游標(biāo)上的4后邊第4條，就是0.48mm，（本圖沒(méi)有給放大圖，很不好讀數(shù)，要讀準(zhǔn)。若4后第1條線對(duì)得最齊，小數(shù)讀數(shù)為0.42，若4后第2條線對(duì)得最齊，小數(shù)讀數(shù)為0.44，依次類(lèi)推）因此讀數(shù)是10.48mm，再換成cm，即卩1.048cm?！究偨Y(jié)升華】以mm為單位讀數(shù)較好，能夠保證得分，工業(yè)上也是以mm為單位的。以cm為單位時(shí)不要拋棄后邊的0。貫穿交融【變式】（1）從圖中讀出小球的直徑是________mm。（2）在用“單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：用主尺最小分度為1mm，游標(biāo)上有20個(gè)分度的卡尺測(cè)量金屬球的直徑，結(jié)果如圖（2）所示，能夠讀出此金屬球的直徑為_(kāi)___________mm。第7頁(yè)共15頁(yè)23<州訊刪llfl⑵【答案】(1)11.70mm;(2)19.40mm。種類(lèi)二、測(cè)定金屬的電阻率例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)，待側(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1所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)_____mm（該值湊近多次測(cè)量的平均值）（2）用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R“實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約1Q）、電流表（內(nèi)阻約0.1Q）、電壓表（內(nèi)阻約3kQ）、滑動(dòng)變阻器R（0?20Q，額定電流2A）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)以下:次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖2中的________圖（選填“甲”或“乙”）。第8頁(yè)共15頁(yè)（3）圖3是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)依照（2）所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的剎時(shí)，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U、丨坐標(biāo)系，如圖4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D4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。由圖線獲取金尹乙屬絲的阻值=___________________________Q（保留兩位有效數(shù)字）。（5）依照以上數(shù)據(jù)能夠估計(jì)出金屬絲電阻率約為_(kāi)_____________（填選項(xiàng)前的符號(hào)）。_2_3A.1X10Q?mB.1-6D.1C.1X10Q?m

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10Q-m-810Q-m（6）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(shuō)法中正確的選項(xiàng)是___________（有多個(gè)正確選項(xiàng)）。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)誤差由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于有時(shí)誤差0.106-206.300-400.500.60團(tuán)3若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，能夠除掉由測(cè)量?jī)x器引起圏的斗系統(tǒng)誤差用U-I圖像辦理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻能夠減小有時(shí)誤差【思路點(diǎn)撥】滑動(dòng)變阻器分壓、限流的選擇：“要求電壓電流從湊近0開(kāi)始調(diào)治、盡可能精確測(cè)量，作圖”等都采用分壓，滑動(dòng)變阻器阻值選小的。電流表內(nèi)外接法：“大內(nèi)小外”。【答案】（1）0.397;（2）甲；（3）見(jiàn)解析；（4）4.5Q（4.3?4.7）（5）C（6）CD。【解析】（1）固定刻度讀數(shù)為0,可動(dòng)刻度讀數(shù)為39.7,所測(cè)長(zhǎng)度為0+39.7X0.01=0.397mm.（0.395?0.399）。（2）由記錄數(shù)據(jù)依照歐姆定律可知金屬絲的電阻Rx約5Q。即Rx為小電阻應(yīng)該采用外接法測(cè)量誤差小。由（3）知是用伏安特點(diǎn)曲線來(lái)測(cè)量電阻的，就要求電壓電流從湊近0開(kāi)始調(diào)治，因此應(yīng)該采用分壓接法，選（甲）。（3）注意連圖時(shí)連線起點(diǎn)和終點(diǎn)在接線柱上并且不能夠交織，結(jié)合（2）可知應(yīng)該連接成外接分第9頁(yè)共15頁(yè)壓接法（甲）那么在連線時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)且使Rx兩端的電壓為0。先連外接法（線1）再連分壓法（線2和3）,此時(shí)滑片P必定置于變阻器的左端。第10頁(yè)共15頁(yè)（4）描繪出第2、4、6三個(gè)點(diǎn)后可見(jiàn)第6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)誤差太大舍去，爾后作出U-I圖線。其中第4次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)在描繪出的U-I圖線上，有Rx1.004.5門(mén)（4.3?4.7）o0.220（5）依照電阻定律Rx“7■丄有電阻率4.53.140.3972空一47.5L4LS估計(jì)出的金屬絲電阻率是Co（6）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于有時(shí)誤差；由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差。因此CD正確?！究偨Y(jié)升華】本題實(shí)驗(yàn)考試綜合性強(qiáng)，觀察實(shí)驗(yàn)知識(shí)的面較廣，包括螺旋測(cè)微器的讀數(shù)、伏安法測(cè)電阻（電流表內(nèi)外接法、滑動(dòng)變阻器的限流分壓的選擇）、實(shí)物連線、作U-I函數(shù)圖象、求金屬絲的電阻率、誤差解析等，因此平時(shí)練習(xí)時(shí)要把每個(gè)小的知識(shí)點(diǎn)都搞清楚，不要一孔之見(jiàn)。貫穿交融【變式1】某學(xué)習(xí)小組為測(cè)量一銅芯電線的電阻率，他們截取了一段電線，用米尺測(cè)出其長(zhǎng)度為L(zhǎng),用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D，用多用電表測(cè)其電阻值約為2Q，為提高測(cè)量的精度，該小組的人員從以下器材中優(yōu)選了一些元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，重新測(cè)量這段導(dǎo)線（圖中用Rx表示）的電阻.電源E（電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）電壓表V1（量程為0?3.0V，內(nèi)阻約為2kQ）電壓表V2（量程為0?15.0V，內(nèi)阻約為6kQ）電流表A1（量程為0?0.6A，內(nèi)阻約為1Q）電流表A2（量程為0?3.0A，內(nèi)阻約為0.1Q）滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值10Q,額定電流2.0A）滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值1kQ,額定電流1.0A）定值電阻R0（阻值為3Q）第11頁(yè)共15頁(yè)開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干①______________右圖是該實(shí)驗(yàn)小組用千分尺對(duì)銅線直徑的某次測(cè)量,其讀數(shù)是o第12頁(yè)共15頁(yè)②為提高實(shí)驗(yàn)精度，請(qǐng)你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，并畫(huà)在右側(cè)的方框中。③實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選_________，電流表選_________，滑動(dòng)變阻器選__________（只填代號(hào)）.④某次測(cè)量時(shí)，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該銅芯線資料的電阻率的表達(dá)式為：P=________?！敬鸢浮浚?［①0.700mm.②電路圖如右（測(cè)量電阻必定用電流表外接電路，變阻器采用分壓接法同樣得分）?D2U③B、D、F.④———4LI【變式2】某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室供應(yīng)的器材研究一種金屬絲的電阻率。所用的器材包括：輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等。（1）他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個(gè)小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上搬動(dòng)。請(qǐng)依照現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電路實(shí)物圖1。（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟以下：①正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開(kāi)啟電源，合上開(kāi)關(guān)；②讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的地址；③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，_______________，合上開(kāi)關(guān)，重復(fù)②的操作。（3）該小組測(cè)得電流與金屬絲接入長(zhǎng)度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出圖2的關(guān)系圖線，其斜率為_(kāi)______________A-1m-1（保留三位有效數(shù)字）；圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表了______________________的電阻之和。第13頁(yè)共15頁(yè)x.......圖】（4）他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖3所示。金屬絲的直徑是____________第14頁(yè)共15頁(yè)圖2中圖線的斜率、電源電動(dòng)勢(shì)和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是其數(shù)值和單位為_(kāi)____________________________（保留三位有效數(shù)字）0丄i他石■+一■圈3【解析】（1）依如實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)量金屬絲的電阻率，電路圖以下列圖;（2）電路實(shí)物圖以下列圖。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，改變金屬絲上金屬夾的地址，合上開(kāi)關(guān)，重復(fù)②的操作。11—7611（3）在圖線上取兩點(diǎn)求斜率：k10.6Am。（10.5-10.7）設(shè)毫安表內(nèi)阻為「，依照閉合電路歐姆定律得E十&十&）,Rx七1r十Rpp依照題目給出的圖像可得0?I,可見(jiàn)直線的斜率k，圖線與縱軸的截IEESESr+RcrR0，即表示電流表內(nèi)阻與電阻箱的電距為0，可知截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積表示阻之和。P（4）金屬絲的直徑是0.200mm。斜率k，可知斜率、電源電動(dòng)勢(shì)和金屬絲橫截面積ES的乘積代表的物理量是金屬的電阻率?，其數(shù)值和單位為：267匸二kES=10.63（0.200）10門(mén)m=9.9810'-1m4（9.6910U1.0210?」m均可）。種類(lèi)三、描繪小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線例4、（2015北京東城一檢）某同學(xué)用如圖1所示的電路描繪一個(gè)標(biāo)有“3V025A”小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線。他已采用的器材有：電池組（電動(dòng)勢(shì)為4.5V,內(nèi)阻約1Q）;電流表（量程為0?250mA，內(nèi)阻約5Q）;電壓表（量程為0?3V，內(nèi)阻約3k⑵；電鍵一個(gè)、第15頁(yè)共15頁(yè)導(dǎo)線若干。第16頁(yè)共15頁(yè)(YPR⑴實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇下面兩種中的____________________（填數(shù)字代號(hào)）。①滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Q,額定電流1A）②滑動(dòng)變阻器（最大阻值1750Q,額定電流0.3A）⑵在圖2中他已經(jīng)連接了一部分電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連線補(bǔ)充完滿(mǎn)。⑶閉合電鍵前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于______________________端（選填a”、b”。⑷為了獲取伏安特點(diǎn)曲線，他以電壓表的讀數(shù)U為橫軸，以電流表的讀數(shù)I為縱軸，將實(shí)驗(yàn)中獲取的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行了描點(diǎn)，如圖3所示，請(qǐng)你幫他完成I-U圖像。⑸由實(shí)驗(yàn)獲取的伏安特點(diǎn)曲線能夠看出小燈泡的電阻隨電壓的增大而____________。⑹若是將此小燈泡連入如圖4所示電路，其中電源電動(dòng)勢(shì)為3V，電源內(nèi)阻與保護(hù)電阻Ro的總阻值為5Q,定值電阻R的阻值為10。開(kāi)關(guān)S閉合后，經(jīng)過(guò)小燈泡的電流是_______________________A（保留Q圖3圖2兩位有效數(shù)字）第17頁(yè)共15頁(yè)【答案】⑴①⑵見(jiàn)答圖1⑶a⑷見(jiàn)答圖2⑸增大⑹0.18【解析】（1）由電路圖可知本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法（小控大用分壓），故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用小電阻；應(yīng)選①；（2）依照原理圖，采用變阻器分壓式+電流表外接法，將實(shí)物圖連接，如答題圖1；（3）為了保證安全，滑動(dòng)變阻器應(yīng)保證測(cè)量電路中的電壓為零，即滑動(dòng)變阻器左側(cè)分壓為零；故滑片應(yīng)在a處；（4）用圓滑曲線將各點(diǎn)連接，如答題圖2所示；（5）由圖可知，I-U圖象的斜率越來(lái)越小；而在I-U圖象中，圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)；故說(shuō)明電阻在增大；（6）設(shè)燈泡兩端電壓為U,電流為I,則由閉合電路歐姆定律可知答圖1第18頁(yè)共15頁(yè)U310E-U（I）（rR0）;代入數(shù)據(jù)后再化簡(jiǎn)：3U5I，即U=2I，看作等效電R2310源（E'2V,r）與小燈泡連接，作出過(guò)（2V，0）和（1V，0.3A）的圖象以下列圖：3第19頁(yè)共15頁(yè)兩圖的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)；則由圖可知，電流為0.18A。貫穿交融【變式1】某同學(xué)用圖1所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8V，0.3V'的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓FIIIIIII~_II匚II_11*11I■IIIII?01.0-2.03.0陽(yáng)第20頁(yè)共15頁(yè)U變化的圖象.（1）除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，有以下一些器材可供選擇電流表：Ai（量程100mA，內(nèi)阻約2Q）;A2（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Q）;電壓表：V1（量程5V，內(nèi)阻約5kQ；V2（量程15V，內(nèi)阻約15Q）;滑動(dòng)變阻器：R1（阻值范圍0?10Q）;R2（阻值范圍0?2KQ）;Q）E2（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻約為0.04Q）。為了調(diào)治方便，測(cè)量正確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用電流表__________________，電壓表________，滑動(dòng)變阻器_________，電源___________。（填器材的符號(hào)）（2）依如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R-U的圖象如圖2所示。由圖象可知，此燈泡在不不工作時(shí)，燈絲電阻為_(kāi)___________Q;當(dāng)所加