選修3-1（高中物理舊教材同步講義）第2章 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率同步講義

實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.進(jìn)一步掌握伏安法測(cè)電阻電路的設(shè)計(jì)思想，會(huì)根據(jù)不同情況設(shè)計(jì)電路圖.2.掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法.3.掌握測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理方法．一、螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺1．螺旋測(cè)微器(1)構(gòu)造：如圖1甲，S為固定刻度，H為可動(dòng)刻度．(2)原理：可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，螺桿P前進(jìn)或后退0.5mm，則螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm.圖1(3)讀數(shù)：①測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整毫米數(shù)和半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動(dòng)刻度讀出．②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)．例如：如圖乙所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米，從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.2．游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造：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)、深度尺．(如圖2所示)圖2(2)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1mm.常見(jiàn)的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見(jiàn)下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度1mm與每小格的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(3)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．(4)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(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)果表示為(x＋K×精確度)mm.二、測(cè)定金屬的電阻率1．實(shí)驗(yàn)原理(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R(R＝eq\f(U,I))．電路原理圖如圖3所示．圖3(2)用毫米刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝eq\f(πd2,4))．(3)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)＝eq\f(πd2U,4lI)，求出電阻率．2．實(shí)驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線、被測(cè)金屬絲、電池、滑動(dòng)變阻器．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)直徑：用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，并記錄．(2)連電路：按如圖3所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路．(3)量長(zhǎng)度：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，重復(fù)測(cè)量3次，并記錄．(4)求電阻：把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，檢查確認(rèn)電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S.改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)U的值，記入表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.(5)拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材．4．?dāng)?shù)據(jù)處理電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計(jì)算法：利用每次測(cè)量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果．(2)圖象法：可建立I－U坐標(biāo)系，將測(cè)量的U、I值描點(diǎn)作出圖象，利用圖象的斜率的倒數(shù)來(lái)求出電阻值R.5．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)因一般金屬絲電阻較小，為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表外接法；(2)本實(shí)驗(yàn)若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到接入電路阻值最大狀態(tài)．(3)測(cè)量l時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度，且金屬絲伸直)；在金屬絲的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑d.一、實(shí)驗(yàn)原理儀器讀數(shù)例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)量圓柱體兩端的電阻，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4甲和乙所示．圖4(1)由圖讀得圓柱體的直徑為_(kāi)_______mm，長(zhǎng)度為_(kāi)_____cm.(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端的電壓為U，圓柱體的直徑和長(zhǎng)度分別用D、L表示，則用D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ＝__________.答案(1)1.844(1.842～1.845均可)4.240(2)eq\f(πD2U,4IL)解析(1)圓柱體的直徑為1．5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm；長(zhǎng)度為42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm.(2)由歐姆定律R＝eq\f(U,I)和電阻定律R＝eq\f(ρL,S)，聯(lián)立得ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(US,IL)＝eq\f(πD2U,4IL).二、電路設(shè)計(jì)儀器選擇數(shù)據(jù)處理例2在“探究電阻與長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖5所示，金屬絲的匝數(shù)為39，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，金屬絲的電阻大約為5Ω，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后用控制變量法探究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系．圖5(1)從圖中得出金屬絲的直徑為_(kāi)_______mm.(2)為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩB．電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩC．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05ΩD．電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01ΩE．滑動(dòng)變阻器，0～10ΩF．滑動(dòng)變阻器，0～100Ω①要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(填序號(hào))②實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖6所示，請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤．圖6錯(cuò)誤a：________________________________________________________________________；錯(cuò)誤b：________________________________________________________________________.答案(1)0.649(0.646～0.652均可)(2)①ACE②錯(cuò)誤a：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上錯(cuò)誤b：采用了電流表內(nèi)接法解析(1)從題圖可讀出緊密繞制的金屬絲的寬度為2.53cm，故直徑為eq\f(2.53cm,39)≈0.0649cm＝0.649mm.(2)①因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約是3V，電壓表選A；因?yàn)榻饘俳z的電阻大約為5Ω，如果把3V的電動(dòng)勢(shì)全加在金屬絲上，電流才是0.6A，電流表選C；此題中金屬絲的電阻大約為5Ω，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選10Ω的滑動(dòng)變阻器E.例3在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(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50cm.圖7(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7所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)___mm(該值接近多次測(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)3V，內(nèi)阻不計(jì))、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，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)如下：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8中的________圖(選填“甲”或“乙”)．圖8圖9(3)圖9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)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)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U、I坐標(biāo)系，如圖10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U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．圖10(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(kāi)_______．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·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)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的是________．A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C．若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U－I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差答案(1)0.398(0.396～0.399均正確)(2)甲(3)見(jiàn)解析圖(4)見(jiàn)解析圖4.5(4.3～4.7均正確)(5)C(6)CD解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm.(2)由實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5Ω.由題知Rx?RV，故電流表?外接．若滑動(dòng)變阻器接為限流式接法，電路中最小電流值Imin＝eq\f(E,R1＋R＋RA)≈0.12A，其中R1為Rx與RV的并聯(lián)電阻值，且R1≈Rx.則Rx兩端的電壓最小值Umin＝IminRx≈0.6V，而從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓是從0.10V開(kāi)始的，因此滑動(dòng)變阻器采用了分壓式接法．(3)實(shí)物連接圖如圖(a)所示(4)圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，明顯偏離的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖(b)所示．圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx≈4.5Ω.(5)根據(jù)Rx＝ρeq\f(l,S)得，金屬絲的電阻率ρ＝eq\f(RxS,l)＝eq\f(πRxd2,4l)＝eq\f(3.14×4.5×0.398×10－32,4×0.5)Ω·m≈1×10－6Ω·m，故選項(xiàng)C正確．(6)系統(tǒng)誤差是由儀器不完善或?qū)嶒?yàn)方法不夠完善等產(chǎn)生的，其測(cè)量結(jié)果總是偏大或偏?。慌既徽`差具有隨機(jī)性，可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值來(lái)減小偶然誤差．1．(2019·啟東中學(xué)高一第二學(xué)期期末)在測(cè)定某一均勻細(xì)圓柱體材料的電阻率實(shí)驗(yàn)中．圖11(1)如圖11甲所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度為_(kāi)____cm；圖乙用螺旋測(cè)微器測(cè)其直徑為_(kāi)____mm.(2)其電阻約為6Ω.為了較為準(zhǔn)確地測(cè)量其電阻，現(xiàn)用伏安法測(cè)量．實(shí)驗(yàn)室除提供了電池E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì))、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干，還備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ)B．電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約為15kΩ)C．電流表A1(量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)D．電流表A2(量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)E．滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，0.6A)F．滑動(dòng)變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)①為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有____________(選填“A、B、C、D…”等序號(hào))．②為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖12中________(選填“a”或“b”)為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，其測(cè)量值比真實(shí)值________(選填“偏大”或“偏小”)．圖12答案(1)10.3551.196(1.195～1.197均可)(2)①ADE②b偏小所以最終讀數(shù)為：10.3cm＋0.055cm＝10.355cm.螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為1mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×19.6mm＝0.196mm，所以最終讀數(shù)為：1mm＋0.196mm＝1.196mm；(2)①電源電動(dòng)勢(shì)為3V，故電壓表應(yīng)選A，電路最大電流約為：I＝eq\f(E,R)＝eq\f(3,6)A＝0.5A，故電流表選D；由于待測(cè)電阻只有約6Ω，故為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選擇總阻值較小的E；②待測(cè)電阻阻值約為6Ω，電壓表內(nèi)阻約為2kΩ，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，故電流表應(yīng)采用外接法，應(yīng)選擇題圖b所示實(shí)驗(yàn)電路，由于電壓表分流使電流表讀數(shù)偏大，則由歐姆定律可知，電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏?。?．(2019·豫北重點(diǎn)中學(xué)高二12月聯(lián)考)用伏安法測(cè)量電阻阻值R，并求出電阻率ρ，某同學(xué)所用實(shí)驗(yàn)電路如圖13甲所示，給定電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、待測(cè)電阻及導(dǎo)線若干．圖13(1)待測(cè)電阻是一均勻材料制成的金屬絲(橫截面為圓形)，用直尺測(cè)量其長(zhǎng)度，用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑，結(jié)果分別如圖乙、丙所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm，直徑為_(kāi)_______mm.(2)對(duì)照電路的實(shí)物連接圖中在虛線框中畫(huà)出正確的電路圖．(3)圖14中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，請(qǐng)作出U－I圖線．圖14(4)求出的電阻值R＝________Ω(保留3位有效數(shù)字)．(5)以上測(cè)得的物理量分別是：金屬絲兩端的電壓為U、流過(guò)的電流為I、直徑為D、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寫(xiě)出電阻率的表達(dá)式ρ＝________.答案(1)59.400.435(2)如圖所示(3)如圖所示(4)6.10(6.00～6.20均可)(5)eq\f(πUD2,4IL)1．(2018·深圳市高中聯(lián)考聯(lián)盟期末)張明同學(xué)在測(cè)定某種合金絲的電阻率時(shí)：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為_(kāi)_______mm(如圖1甲所示)；(2)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm(如圖乙所示)；(3)用圖丙所示的電路測(cè)得的電阻值將比真實(shí)值______(填“偏大”或“偏小”)．圖1答案(1)3.202(3.201～3.203均可)(2)4.975(3)偏小解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：D＝3mm＋20.2×0.01mm＝3.202mm；(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：L＝49mm＋15×0.05mm＝49.75mm＝4.975cm；(3)由歐姆定律得：金屬絲的電阻值R＝eq\f(U,I)，由于電壓表的分流作用使電流的測(cè)量值偏大，則電阻的測(cè)量值偏小．2．(2019·嘉興一中、湖州中學(xué)高一下期中)某興趣小組對(duì)市場(chǎng)中銅導(dǎo)線進(jìn)行調(diào)查，(1)如圖2甲所示，采用繞線法測(cè)得銅導(dǎo)線的直徑為_(kāi)_______cm；(2)現(xiàn)取長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝100m的一捆銅導(dǎo)線，欲測(cè)其電阻；圖2在實(shí)驗(yàn)前，事先了解到銅的電阻率很小，在用伏安法測(cè)量其電阻時(shí)，設(shè)計(jì)如圖乙電路，則電壓表的另一端應(yīng)接________(填“a”或“b”)，測(cè)量得電壓表示數(shù)為4.50V，而電流表選擇0～3.0A量程，其讀數(shù)如圖丙所示，則其讀數(shù)為_(kāi)_______A，可得銅的電阻率為_(kāi)_______Ω·m(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(3)該興趣小組參考課本上的信息(如下表所示)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算得到的電阻率有一些偏差，但是實(shí)驗(yàn)的操作已經(jīng)十分規(guī)范，測(cè)量使用的電表也已盡可能校驗(yàn)準(zhǔn)確，你覺(jué)得造成這種偏差最有可能的原因是：__________________________________________________________________.幾種導(dǎo)體材料在20℃時(shí)的電阻率材料ρ/(Ω·m)材料ρ/(Ω·m)銀1.6×10－8鐵1.0×10－7銅1.8×10－8錳銅合金4.4×10－7鋁2.9×10－8鎳銅合金5.0×10－7鎢5.3×10－8鎳鉻合金1.0×10－6答案(1)0.120(2)a2.502.0×10－8(3)可能由于電流較大，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中銅導(dǎo)線的溫度明顯超過(guò)了20℃解析(1)由刻度尺的讀數(shù)可知，總長(zhǎng)度為1.20cm，而繞的線圈是10匝，所以直徑為eq\f(1.20,10)cm＝0.120cm；丙可知，電流表量程是3A，分度值為0.1A，則示數(shù)為：2.50A，待測(cè)電阻阻值為：Rx＝eq\f(4.50,2.50)Ω＝1.80Ω，由電阻定律可得：ρ＝eq\f(RxS,L)＝eq\f(Rxπ\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2,L)≈2.0×10－8Ω·m(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有電流流過(guò)導(dǎo)線，導(dǎo)線會(huì)發(fā)熱，隨溫度的升高導(dǎo)線的電阻率增大可知，出現(xiàn)這種偏差的原因可能是由于電流較大，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中銅導(dǎo)線的溫度明顯超過(guò)了20℃.3．(2017·浙江4月選考)小明用電學(xué)方法測(cè)量電線的長(zhǎng)度．首先，小明測(cè)得電線銅芯的直徑為1.00mm，估計(jì)其長(zhǎng)度不超過(guò)50m(已知銅的電阻率為1.75×10－8Ω·m)．現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材：①量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表；②量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表；③阻值為0～20Ω的滑動(dòng)變阻器；④內(nèi)阻可忽略、輸出電壓為3V的電源；⑤阻值為R0＝4.30Ω的定值電阻，開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．小明采用伏安法測(cè)量電線電阻，正確連接電路后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電流表的示數(shù)從0開(kāi)始增加，當(dāng)示數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖3甲所示，讀數(shù)為_(kāi)_______V．根據(jù)小明測(cè)量的信息，圖乙中P點(diǎn)應(yīng)該________(選填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”)，Q點(diǎn)應(yīng)該_____(選填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”)．小明測(cè)得的電線長(zhǎng)度為_(kāi)_______m.甲乙圖3答案2.50接b接a31.4解析量程為3V，分度值為0.1A，則讀數(shù)為2.50V；因?yàn)殡娮柽h(yuǎn)遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻值，所以電流表采用外接法，又因電流表示數(shù)從0開(kāi)始，則采用分壓法，因此本題的實(shí)驗(yàn)電路圖如下：根據(jù)Rx＋R0＝eq\f(U,I)，Rx＝ρeq\f(L,S)，S＝eq\f(πd2,4)，聯(lián)立可得L≈31.4m.4．某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表．采用分壓電路接線，圖4甲是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻為圖乙中的R1，其阻值約為5Ω.圖4(1)測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接_______(填“a”或“b”)、導(dǎo)線②連接________(填“c”或“d”)．(2)正確接線測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，用作圖法求得R1的阻值為_(kāi)_______Ω.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知圖乙中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長(zhǎng)是R1的eq\f(1,10)，若測(cè)R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選________(填選項(xiàng))．A．①連接a，②連接c B．①連接a，②連接dC．①連接b，②連接c D．①連接b，②連接d答案(1)ad(2)4.6(4.4～4.7均可)(3)B解析(1)因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻R1的阻值，則電流表采用外接法，而滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接a，導(dǎo)線②連接d；(2)建立坐標(biāo)系描點(diǎn)連線如圖所示，則R1＝eq\f(ΔU,ΔI)≈4.6Ω；(3)設(shè)R1的邊長(zhǎng)為l，厚度為h，電阻率為ρ，根據(jù)電阻定律，得R1＝ρeq\f(l,hl)＝eq\f(ρ,h)，R2＝ρeq\f(\f(l,10),h\f(l,10))＝eq\f(ρ,h)＝R1，要測(cè)R2的阻值，與測(cè)量R1一樣，最優(yōu)的連線應(yīng)為①連接a，②連接d，選項(xiàng)B正確．5．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻Rx約為5Ω，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ)；B．電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ)；C．電流表(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)；D．電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)；E．滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，0.6A)；F．滑動(dòng)變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)；G．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3V)；H．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有________(填器材前面的序號(hào))．(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用如圖5中________(選填“甲”或“乙”)為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把如圖6中的實(shí)物圖用線連接起來(lái)．圖5圖6(3)若用毫米刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度為60.00cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如圖7所示，則金屬絲的直徑為_(kāi)_________mm，電阻值為_(kāi)_________Ω，進(jìn)而求出金屬絲電阻率．圖7答案(1)ADEGH(2)乙見(jiàn)解析圖(3)0.635(0.633～0.637均可)2.4解析(1)由于