測定金屬絲的電阻率實驗講義

甲（2）U—/圖象如圖乙所示，U-I圖象的斜率反映了電阻的大小，而用電流表內(nèi)接法時測得的電阻偏大，外接法時測得的電阻偏小，所以外接法的數(shù)據(jù)點是用“X”表示的.⑶在U—I圖象上，選用外接法所得的“X”連線，則R=^U=Q,選用內(nèi)接法所得的“O”連線，則R=N=Q.［電表改裝和電阻測量］現(xiàn)要測量電流表G1的內(nèi)阻，給出下列器材：電流表G］（量程5mA，內(nèi)阻q約為150Q）電流表G2（量程10mA，內(nèi)阻r2約為100Q）定值電阻R］=100Q定值電阻R2=10Q滑動變阻器R3（0?200Q）干電池EV,內(nèi)阻未知）單刀單擲開關(guān)S導(dǎo)線若干（1）定值電阻選；（2）如圖23所示，在虛線框中已畫出部分實驗電路設(shè)計圖，請補充完整，并標明所用器材的代號；丨4!

⑶若選測量數(shù)據(jù)中的一組計算b所用的表達式為匚=，式中各符號的意義是答案(1)R1(2)電路圖如圖所示R(I一I)⑶弋』小I2分別表示電流表GpG2的讀數(shù)，R］表示定值電阻耳的阻值.I1121211解析⑴若選R2,則其阻值太小，電流過大，而R］與G1內(nèi)阻相當，故選R1.(2)電路圖如圖所示.G2的示數(shù)(2)電路圖如圖所示.G2的示數(shù)一G］的示數(shù)為通過R］的電流值.⑶由并聯(lián)電路特點得：/廠尺口一/丿ri=RJ/2—/J

'l/］、/2分別表示電流表G］、G2的讀數(shù)，R］表示定值電阻R］的阻值.9．［等效替代法測電阻］電學(xué)實驗中經(jīng)常需要測量電阻的阻值．測電阻的方法有很多種，現(xiàn)在提供一只標有“220V40W”的燈泡，它正常工作時的電阻為Q.若用多用電表歐姆擋來測量這只燈泡的電阻，則測出的電阻彳(填“大于”“等于”或“小于”)燈泡正常工作時的電阻值．用下列器材設(shè)計一個實驗，測量該燈泡正常工作時的電阻值．A．220V交流電源單刀雙擲開關(guān)一個電阻箱一個(0?Q,額定電流A)定值電阻一個kQ,額定電流A)交流電流表一個(0?A)請在虛線框內(nèi)畫出電路原理圖.答案(1)1210答案(1)1210小于(2)見解析圖解析（1）正常工作時電壓為額定電壓，故有P=~R，所以R=~p=1210Q；燈泡在正常工作時發(fā)熱，燈絲電阻率增大，電阻增大，因而用歐姆擋測量時阻值應(yīng)小于正常工作時的電阻值．（2）應(yīng)用替代法．因電阻箱的最大阻值小于燈泡正常工作的電阻值，故應(yīng)串聯(lián)一定值電阻，電路原理圖如圖所示．［半偏法測電阻］（2015?新課標II?23）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(xué)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3V,內(nèi)阻約為3000Q）,電阻箱R0（最大阻值為99Q）,滑動變阻器R］（最大阻值100Q,額定電流2A）,電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計），開關(guān)2個，導(dǎo)線若干.（1）虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)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24).圖24（2）根據(jù)設(shè)計的電路,寫出實驗步驟：⑶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，RVfRV（填“>”、“=”或“V”），主要理由是.答案⑴見解析圖⑵見解析⑶>理由見解析解析（1）實驗電路圖如圖所示.⑵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小；閉合開關(guān)S］、S2,調(diào)節(jié)?，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R。，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．⑶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RJ>RV.考點四實驗拓展與創(chuàng)新［實驗器材的創(chuàng)新］有一根細長且均勻的空心金屬管線，長約30cm,電阻約為5Q,已知這種金屬的電阻率為P，現(xiàn)在要盡可能精確測定它的內(nèi)徑d.用螺旋測微器測量金屬管線外徑D時刻度的位置如圖25a所示，從圖中讀出外徑為mm,應(yīng)用(選填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)測金屬管線的長度L；h圖25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(dǎo)線及下列器材:電壓表0?3V,內(nèi)阻約10kQ電壓表0?15V,內(nèi)阻約50kQ電流表0?A,內(nèi)阻約Q電流表0?3A,內(nèi)阻約Q滑動變阻器，0?10Q滑動變阻器，0?100Q要求較準確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選，電流表應(yīng)選，滑動變阻器應(yīng)選；(填序號)⑶實驗中他的實物接線如圖b所示，請指出接線中的兩處明顯錯誤.錯誤1：錯誤2：

用已知的物理常數(shù)和應(yīng)直接測量的物理量(均用符號表示)，推導(dǎo)出計算金屬管線內(nèi)徑的表達式d=；在實驗中，下列說法正確的是．為使電流表讀數(shù)明顯，應(yīng)使電流盡可能大些為操作方便，中間過程可保持開關(guān)S一直處于閉合狀態(tài)千分尺的精確度是千分之一毫米用千分尺測量直徑時必須估讀一位答案(1)毫米刻度尺(2)ACE(3)導(dǎo)線連接在滑動變阻器的滑片上采用了電流表內(nèi)接法(叫D2-黔(5)D解析(1)螺旋測微器的讀數(shù)為：D=5mm+Xmm=mm；測量30cm金屬管長度時應(yīng)用毫米刻度尺來測量.⑵由于兩節(jié)干電池的電動勢為3V,所以電壓表應(yīng)選A；由于通過金屬管的最大電流為Im=U3R=5A=A,所以電流表應(yīng)選C.為了較準確地測出其阻值，滑動變阻器應(yīng)選E.x由于待測金屬管阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，連線圖中的兩處明顯錯誤分別是：錯誤1：導(dǎo)線連接在滑動變阻器的滑片上；錯誤2：采用了電流表內(nèi)接法．設(shè)金屬管線內(nèi)徑為d,根據(jù)電阻定律應(yīng)有：R=R=114兀6—帀力「U又R=i，聯(lián)立可得：d=D2—半U由金屬的電阻率隨溫度的升高而增大可知，通過待測金屬管線的電流不能太大，所以A錯誤；為減小溫度的影響，中間過程應(yīng)斷開開關(guān)，所以B錯誤；千分尺的精確度是mm，即應(yīng)精確到100毫米，所以C錯誤；千分尺讀數(shù)時必須估讀一位，即估讀到mm,所以D正確．12．［液體電阻率的測量］如圖26是一同學(xué)測量某導(dǎo)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(dǎo)電液體，玻璃管兩端各裝有一電極，電極距離為L.

圖26⑴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(dǎo)電液體用電阻Rx表示.(2)在接通電路前，為保證器材安全滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到最端(填“左”或“右”)．在電路調(diào)試時，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)：閉合開關(guān)S1后，單刀雙擲開關(guān)S2接到a接點時電壓表示數(shù)為V、電流表示數(shù)為180uA；單刀雙擲開關(guān)S2接到b接點時電壓表示數(shù)為V、電流表示數(shù)為164|1A.正式測量時，為減小實驗誤差，單刀雙擲開關(guān)S2應(yīng)接到點(填“a”或“b”).⑶該同學(xué)正確完成實驗，測得該段液體的電阻R0,則該導(dǎo)電液體的電阻率的表達式為p=(用R0、L、d等表示).答案(1)如圖所示,nRd(2)右b(3)苛解析(1)電路原理圖如圖所示(2)接通電路前為保證電路的安全，應(yīng)使滑動變阻器接入電路中的電阻最大，即滑片應(yīng)移到最右端.分別使用內(nèi)接法和外接法時電流表示數(shù)變化大，電壓表示數(shù)變化小，說明電流表對示數(shù)影響較小，即電流表內(nèi)阻遠小于被測電阻，為減小誤差應(yīng)當采用電流表內(nèi)接法，故接b點.⑶根據(jù)歐姆定律R=U、電阻定律P=RS及S=n（d）2可得電阻率P=nRL1-13.［實驗拓展］某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變外，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”.現(xiàn)用如圖27所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實驗室中有下列器材：圖27電源E（3V,內(nèi)阻約為1Q）電流表A】A,內(nèi)阻r1=5Q）電流表A2（6A,內(nèi)阻r2約為1Q）開關(guān)S,定值電阻R0（1）為了比較準確地測量電阻Rx的阻值，根據(jù)虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計，甲表選用（選填“AJ'或“A2”），乙表選用（選填“AJ'或“A2”）.⑵在電阻Rx上加一個豎直向下的力F（設(shè)豎直向下為正方向），閉合開關(guān)S,記下電表讀數(shù),亠的讀數(shù)為J,A2的讀數(shù)為/2,得R=（用字母表示）.⑶改變力的大小，得到不同的Rx值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小,得到不同的Rx值，最后繪成的圖象如圖28所示?當F豎直向下（設(shè)豎直向下為正方向）時,可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是R=?（各物理量單位均為國際單位）圖28（4）定值電阻R0的阻值應(yīng)該選用.A.1QB.5QC.10QD.20QIr答案（1）A］A2⑵廠方（3）16—2F（4）B12I2－I1解析（1）由于A.內(nèi)阻確定，并且與待測電阻接近，與待測電阻并聯(lián)，用來測出待測電阻Rx兩端的電壓，用A2測得的電流減去A1測得的電流就是流過待測電阻的電流，根據(jù)歐姆定律就可求出待測電阻的阻值，電路連接如圖所示．⑵待測電阻兩端的電壓U=I1r1,流過待測電阻