高考物理創(chuàng)新（基礎(chǔ)課能力課實(shí)驗(yàn)課）版第八章恒定電流實(shí)驗(yàn)七

實(shí)驗(yàn)七探究決定導(dǎo)線電阻的因素一、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)與注意事項(xiàng)二、兩種電表的讀數(shù)方法電流表電壓表符號(hào)參數(shù)量程：0～0.6A，0～3A內(nèi)阻：小于1Ω量程：0～3V，0～15V內(nèi)阻：3kΩ，15kΩ讀數(shù)方法視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3A量程估讀到最小分度的eq\f(1,10)，0.6A量程的估讀到最小分度的eq\f(1,2)視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3V量程估讀到最小分度的eq\f(1,10)，15V量程的估讀到最小分度的eq\f(1,5)三、測(cè)量電路與控制電路的選擇與設(shè)計(jì)1.測(cè)量電路電流表的內(nèi)接法和外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測(cè)＝Ux＋UA電壓表分流I測(cè)＝Ix＋I(xiàn)V電阻測(cè)量值R測(cè)＝eq\f(U測(cè),I測(cè))＝Rx＋RA＞Rx，測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)＝eq\f(U測(cè),I測(cè))＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)＜Rx，測(cè)量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測(cè)量大阻值電阻小阻值電阻2.控制電路滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法方式內(nèi)容限流式接法分壓式接法對(duì)比說(shuō)明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍eq\f(RE,R＋Rab)≤U≤E0≤U≤E分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍eq\f(E,R＋Rab)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前滑片P位置b端a端都是為了保護(hù)電路元件注意事項(xiàng)1.游標(biāo)卡尺的讀數(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線對(duì)齊的游標(biāo)格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm。2.螺旋測(cè)微器的讀數(shù)：方法：固定刻度數(shù)mm＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01mm。3.先測(cè)直徑，再連電路：為了方便，測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量。4.電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。5.電流控制：電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲溫度過(guò)高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大。誤差分析兩種電路的選擇(1)阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大、小外偏小”。(2)臨界值計(jì)算法Rx＜eq\r(RVRA)時(shí)，用電流表外接法；Rx＞eq\r(RVRA)時(shí)，用電流表內(nèi)接法。(3)實(shí)驗(yàn)試探法：按圖1所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。圖1必須選用分壓式的“3種情況”(1)若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，既若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流(或電壓)仍超過(guò)電流表(或電壓表)的量程，或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法。(2)若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化不明顯，此時(shí)，應(yīng)改用分壓式接法。(3)若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法。熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作【例1】某同學(xué)通過(guò)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2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。圖2(2)如圖3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(guò)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________(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”)。圖3(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2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更準(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)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議。解析(1)在使用螺旋測(cè)微器測(cè)量完畢、防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)旋緊B處的固定旋鈕。其讀數(shù)為d＝0＋41.0×0.01mm＝0.410mm。(2)由圖中兩表讀數(shù)可知，電流表示數(shù)幾乎為零，說(shuō)明電路中出現(xiàn)了斷路，又由電壓表示數(shù)幾乎達(dá)到滿偏可知，7到9之間發(fā)生斷路。(3)由于eq\f(3000,58.7)<eq\f(58.7,0.3)，故eq\f(RV,R)<eq\f(R,RA)，所以電流表應(yīng)改為內(nèi)接，可減小實(shí)驗(yàn)誤差，建議見答案。答案(1)B0.410(2)7、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。(或測(cè)量多組電流和電壓值、用圖象法求電阻值)熱點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與分析電壓表和電流表一般要根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路中電源的電壓和流過(guò)金屬絲的電流進(jìn)行選擇，在本實(shí)驗(yàn)中，一般選擇0～3V量程的電壓表和0～0.6A量程的電流表。如果采用限流電路，選用的滑動(dòng)變阻器的阻值一般要比待測(cè)金屬絲的阻值大一些；如果采用分壓電路，選用的滑動(dòng)變阻器的阻值一般要比待測(cè)金屬絲的電阻小一些?！纠?】(2017·江蘇省通、泰、揚(yáng)、徐、淮、宿高三第二次模擬考試)在探究“決定電阻絲電阻的因素”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)下表中給出的電阻絲，分別探究電阻與長(zhǎng)度、橫截面積、材料的關(guān)系。(1)為探究電阻絲電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系，應(yīng)選擇表中________(填寫編號(hào))電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。編號(hào)ABCDEFG材料鎳鉻合金康銅錳銅長(zhǎng)度/m1.00.51.01.51.01.01.0橫截面積/mm21.01.00.51.02.01.01.0(2)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖4甲、乙所示的電路，其中R1和R2為兩段電阻絲，為能直觀地反映兩電阻大小的比例關(guān)系，應(yīng)選擇________(填“甲”或“乙”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖4(3)實(shí)驗(yàn)小組采用圖丙所示裝置測(cè)量電阻絲的電阻率，通過(guò)改變鱷魚嘴夾子在電阻絲上的位置，改變接入電路電阻絲長(zhǎng)度。測(cè)出接入電路電阻絲的長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)I。①請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丙中將實(shí)物電路連接完整。②實(shí)驗(yàn)中測(cè)出多組I和L的數(shù)據(jù)，作出eq\f(1,I)－L圖線，測(cè)得圖線斜率為k，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，電阻絲橫截面積為S，則電阻絲的電阻率ρ＝________。③關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和誤差分析，下列說(shuō)法中正確的有________。A.開關(guān)閉合前，應(yīng)將圖丙中滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端B.閉合開關(guān)，若電流表指針不偏轉(zhuǎn)，可用多用電表電壓擋直接檢查電路C.測(cè)量過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)保持不變D.實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源是電流表和電源有內(nèi)阻解析(1)探究電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí)，需保證同種材料和橫截面積一定，應(yīng)選擇表中A、B、D電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)為了直觀反映兩電阻的大小比例關(guān)系，可以在電流一定的情況下，根據(jù)電壓與電阻成正比來(lái)分析，故選擇甲電路。(3)①本實(shí)驗(yàn)不要求流過(guò)電阻絲的電流從零開始調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器采用限流式。②根據(jù)閉合電路歐姆定律得出I＝eq\f(E,ρ\f(L,S)＋R滑＋r)，可變形為eq\f(1,I)＝eq\f(ρ\f(L,S)＋R滑＋r,E)，則eq\f(1,I)－L圖線的斜率k＝eq\f(ρ,SE)，得出ρ＝kES。③開關(guān)閉合前，電路中電流要最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值要最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；檢測(cè)電路故障，有電源時(shí)一般用電壓擋檢查，無(wú)電源時(shí)一般用歐姆擋檢查，選項(xiàng)B正確；為了不增加其他變量，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)保持不變，選項(xiàng)C正確；電流表和電源有內(nèi)阻對(duì)圖象的斜率沒(méi)有影響，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案(1)ABD(2)甲(3)①見解析②kES③BC1.儀器選擇的一般步驟(1)首先選擇唯一性的器材；(2)粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；(3)估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過(guò)其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材。2.實(shí)物圖連線的基本原則對(duì)限流式電路，一般是從電源的正極開始，把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器以及測(cè)量電路順次連接起來(lái)即可。對(duì)分壓式電路，應(yīng)先將電源、開關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個(gè)，依據(jù)電路中電流的流向?qū)y(cè)量電路部分連接起來(lái)即可。熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新對(duì)本實(shí)驗(yàn)，除常規(guī)的伏安法測(cè)電阻外，還可對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，提出下面幾種測(cè)量方法：1.安安法若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來(lái)使用。(1)如圖5甲所示，當(dāng)兩電表所能測(cè)得的最大電壓接近時(shí)，如果已知A1的內(nèi)阻R1，則可測(cè)得A2的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1,I2)。(2)如圖乙所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時(shí)，A1串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測(cè)得A2的電阻R2＝eq\f(I1（R1＋R0）,I2)。圖52.伏伏法若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來(lái)使用。(1)如圖6甲所示，兩電表的滿偏電流接近時(shí)，若已知V1的內(nèi)阻R1，則可測(cè)出V2的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,U1)R1。(2)如圖乙所示，兩電表的滿偏電流IV1?IV2時(shí)，V1并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得V2的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))。圖63.半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻圖7電路圖如圖7所示步驟：(1)斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使A表滿偏為I0。(2)保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使A表讀數(shù)為eq\f(I0,2)。(3)由上可得RA＝R。4.等效替代法圖8如圖8所示，先讓待測(cè)電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動(dòng)勢(shì)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)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)仍為I，則電阻箱的讀數(shù)即等于待測(cè)電阻的阻值?！纠?】(2017·無(wú)錫期末)電阻率的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率，是反映物質(zhì)導(dǎo)電特性的物理量。某同學(xué)利用如圖9電路研究一定溫度下自來(lái)水的電導(dǎo)率。其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上加有閥門以控制管內(nèi)水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞(活塞電阻可忽略)，右側(cè)活塞固定，左側(cè)活塞可自由移動(dòng)。R1和R2分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S1和S2分別是單刀開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)，A為電流表。圖9(1)將S2撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)的讀數(shù)I；然后將S2撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)R2，使________________，記下此時(shí)R2的讀數(shù)為R0，則此時(shí)自來(lái)水的電阻值為R＝________；(2)要研究電導(dǎo)率，可用如圖10游標(biāo)卡尺的________部分(選填“A”“B”“C”)測(cè)量玻璃管內(nèi)徑，其內(nèi)徑為________mm，進(jìn)而確定水柱的橫截面積。(3)實(shí)驗(yàn)中將玻璃管充滿自來(lái)水，玻璃管內(nèi)徑為d，改變水柱長(zhǎng)度l，測(cè)得對(duì)應(yīng)的電阻R。作出R－l關(guān)系如圖11，若此圖線的斜率為k，則該溫度下自來(lái)水的電導(dǎo)率為________。圖10圖11解析(1)采用替代法，使兩次實(shí)驗(yàn)中電流表讀數(shù)相同，對(duì)應(yīng)的電阻阻值相等，所以將S2撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)為I，此時(shí)自來(lái)水的電阻值為R＝R0。(2)測(cè)量玻璃管內(nèi)徑用內(nèi)測(cè)量爪，故選用A，讀數(shù)為9mm＋6×0.05mm＝9.30mm。(3)根據(jù)電阻定律有R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(l,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))\s\up12(2))＝ρeq\f(4l,πd2)，圖象中的圖線斜率為k＝eq\f(4ρ,πd2)，解得ρ＝eq\f(πd2k,4)，所以電導(dǎo)率為eq\f(4,πd2k)。答案(1)電流表讀數(shù)為IR0(2)A9.30(3)eq\f(4,kπd2)(2017·江蘇省常州市高三第一次模擬考試)某同學(xué)要測(cè)量一電阻約200Ω的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下：(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖12甲所示，則其長(zhǎng)度為________mm。圖12(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，則其直徑為________mm。(3)該同學(xué)想用伏安法測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：待測(cè)圓柱體電阻R電流表A1(量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω)電流表A2(量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω)電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ)電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ)直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì))滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～15Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0A)滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～2kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5A)開關(guān)S導(dǎo)線若干為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)诳蛑挟嫵鰷y(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。解析(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為5cm＋0.05mm×3＝50.15mm。(2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為4.5mm＋0.01mm×20.0＝4.700mm。(3)滑動(dòng)變阻器優(yōu)先選用分壓式，選擇阻值小的R1。電源電動(dòng)勢(shì)為4V，電壓表選擇V1，流過(guò)電阻的最大電流約為eq\f(3,200)A＝15mA，電流表選擇A2。根據(jù)eq\r(RARV)＝eq\r(30×10×103)Ω>200Ω，待測(cè)電阻為小電阻，采用電流表外接法。答案(1)50.15(2)4.700(3)見解析活頁(yè)作業(yè)(時(shí)間：30分鐘)1.(2017·江陰第一中學(xué)模擬)某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的直徑和電阻。試分析下列問(wèn)題：(1)現(xiàn)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖1甲所示，則該圓柱體的直徑為D＝________mm。(2)然后該同學(xué)利用多用電表粗測(cè)該圓柱體的電阻，選用“×1”擋，測(cè)量結(jié)果如圖1乙所示，則此次測(cè)量結(jié)果為R＝________Ω。圖1(3)為了較為精確地得到該金屬圓柱體的電阻，他設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路原理圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)將該同學(xué)步驟中所缺的內(nèi)容填寫完整：①先將開關(guān)S2斷開，閉合開關(guān)S1，再將開關(guān)S2打向a處，待電流表讀數(shù)穩(wěn)定后讀出電流表的示數(shù)。某次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖2甲所示，則此次電流表的示數(shù)為I＝________A。②然后又將開關(guān)S2打向b處，調(diào)節(jié)電阻箱，________________________，電阻箱此時(shí)的示數(shù)如圖2乙所示，則電阻箱此時(shí)的阻值為R1＝________Ω。③被測(cè)電阻Rx的阻值Rx＝________Ω。圖2解析(1)螺旋測(cè)微器的主尺讀數(shù)為5mm，可動(dòng)刻度與主尺對(duì)齊個(gè)數(shù)為31.5(格)，讀數(shù)為0.315mm，則螺旋測(cè)微器讀數(shù)為5mm＋0.315mm＝5.315mm。(2)歐姆表讀數(shù)R＝13Ω(3)①電流表量程為0.6A，則電流表的讀數(shù)為I＝0.30A。②電阻箱的讀數(shù)為R1＝14.0Ω。③此實(shí)驗(yàn)的原理是采用等效替代法，若開關(guān)S2接a時(shí)與開關(guān)S2接b時(shí)電流表的讀數(shù)相同，說(shuō)明Rx的阻值與R1的阻值相同。因此根據(jù)等效替代的原理知Rx＝14.0Ω。答案(1)5.315(2)13(3)①0.30②使電流表讀數(shù)與S2打向a時(shí)相同14.0③14.02.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)三模)為了測(cè)定一段由均勻材料制成的圓柱體的電阻率(電阻在200～250Ω之間)，現(xiàn)給定電壓表V(量程6V、內(nèi)阻約為5kΩ)、電流表A(量程30mA、內(nèi)阻約為40Ω)、滑動(dòng)變阻器R(0～15Ω)、電源(E＝6V)、開關(guān)S及導(dǎo)線若干。(1)設(shè)計(jì)測(cè)量圓柱體電阻Rx的電路圖，并畫在虛線框內(nèi)。圖3(2)如圖3所示中的6個(gè)點(diǎn)分別表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電壓表和電流表6組U、I的值，試根據(jù)圖3求出圓柱體電阻Rx＝________Ω(保留2位有效數(shù)字)。(3)用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得該圓柱體的長(zhǎng)度l如圖4a所示，則l＝________mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑d如圖b所示，則d＝________mm。(4)由以上數(shù)據(jù)求出ρ＝________(保留2位有效數(shù)字)。圖4解析(1)圓柱體的電阻為200～250Ω，電壓表內(nèi)阻約5kΩ，電流表內(nèi)阻約為40Ω，Rx<eq\r(RARV)，用外接法，滑動(dòng)變阻器的阻值在0～15Ω，若采用限流式，電壓表變化范圍很小，所以采用分壓式電路。(2)描點(diǎn)作圖，使盡量多的點(diǎn)落在直線上，其余的點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)，所以第二個(gè)點(diǎn)舍棄，由作出的圖象得出Rx＝eq\f(ΔU,ΔI)＝2.3×102Ω。(3)l＝11mm＋0.02×4mm＝11.08mm，d＝1.5mm＋0.01×49.8mm＝1.998mm。(4)R＝ρeq\f(l,S)，其中截面積S＝eq\f(πd2,4)，電阻率ρ＝eq\f(πd2R,4l)＝6.5×10－2Ω·m。答案(1)見解析圖(2)2.3×102(3)11.081.998(±0.002)(4)6.5×10－2Ω·m3.(2017·江蘇省揚(yáng)州市高三第一次模擬考試)在家庭電路中，所選導(dǎo)線的橫截面積應(yīng)與家用電器的總功率相適應(yīng)，以確保用電安全。下表中是幾種常見銅導(dǎo)線的安全載流量(即長(zhǎng)時(shí)間通電的最大安全電流)。小剛家計(jì)劃安裝一臺(tái)6.6kW的即熱式電熱水器。導(dǎo)線橫截面積S/mm2安全載流量I/AA2.528B437C1068(1)從既安全又經(jīng)濟(jì)的角度考慮，應(yīng)選用的導(dǎo)線是________(填寫代號(hào))。(2)家里有一捆已經(jīng)使用過(guò)的銅導(dǎo)線，橫截面積為2.5mm2，小剛想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其長(zhǎng)度。他將這捆導(dǎo)線與R0＝4Ω的定值電阻串聯(lián)，先用歐姆表粗測(cè)其總電阻約為4.9Ω，再用伏安法進(jìn)一步精確測(cè)量，要求測(cè)量范圍盡可能大些。(已知實(shí)驗(yàn)所用的電壓表內(nèi)阻約為9kΩ，電流表內(nèi)阻約為0.2Ω，銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m)圖5①請(qǐng)?jiān)趫D5甲中用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路的連接。②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，如圖乙所示，電壓表的讀數(shù)為________V。通過(guò)計(jì)算可知導(dǎo)線長(zhǎng)度約為________m(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。③用以上電路測(cè)得的導(dǎo)線的電阻值跟真實(shí)值相比，R測(cè)________(填“>”“＝”或“<”)R真。解析(1)家庭電路的電壓為220V，則電熱水器正常工作時(shí)的電流為eq\f(6.6kW,220V)＝30A，應(yīng)選用導(dǎo)線B。(2)①要求測(cè)量范圍盡可能大些，滑動(dòng)變阻器采用分壓式。根據(jù)eq\r(RARV)＝eq\r(9000×0.2)Ω>4.9Ω，得出小電阻采用電流表外接法。②電壓表一小格刻度為0.1V，讀數(shù)到0.01V，電壓表讀數(shù)為2.30V。根據(jù)歐姆定律得出導(dǎo)線與R0的總電阻為eq\f(2.30,0.50)Ω＝4.60Ω，則導(dǎo)線的電阻為0.60Ω。根據(jù)R＝ρeq\f(L,S)得出L＝eq\f(RS,ρ)＝eq\f(0.60×2.5×10－6,1.7×10－8)m≈88m。③由于電壓表分流的影響，流過(guò)電阻的電流比電流表示數(shù)小，故導(dǎo)線的測(cè)量值小于真實(shí)值。答案(1)B(2)①略②2.3088③<4.(2017·江蘇徐州市銅山區(qū)高三5月模擬)有一根粗細(xì)均勻的空心導(dǎo)體棒如圖6a所示，截面為同心圓環(huán)(如圖b)，其電阻約為100Ω，這種材料的電阻率為ρ。某同學(xué)用以下器材測(cè)量該導(dǎo)體棒的內(nèi)徑：圖6A.20分度的游標(biāo)卡尺B.螺旋測(cè)微器C.電流表A1(量程50mA，內(nèi)阻R1＝100Ω)D.電流表A2(量程100mA，內(nèi)阻R2約40Ω)E.滑動(dòng)變阻器R(0～10Ω)F.直流電源EG.導(dǎo)電材料樣品RxH.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量導(dǎo)體棒長(zhǎng)度如圖7甲，示數(shù)L＝______mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量其外徑如圖乙，示數(shù)D＝______mm。(2)圖丙是實(shí)驗(yàn)原理圖，請(qǐng)?jiān)诙D中完成線路連接。圖7(3)閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，記錄電流表A1的讀數(shù)I1和電流表A2的讀數(shù)I2，則導(dǎo)體管的內(nèi)徑d＝________。(用已知量和測(cè)量量的符號(hào)來(lái)表示)解析(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量導(dǎo)體棒長(zhǎng)度示數(shù)L＝10cm＋0.05mm×10＝100.50mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量其外徑示數(shù)D＝3.5mm＋0.01mm×0.3＝3.503mm。(2)電路如圖。(3)由圖可知Rx＝eq\f(I1R1,I2－I1)，由電阻定律可得Rx＝ρeq\f(L,\f(1,4)πD2－\f(1,4)πd2)，聯(lián)立解得d＝eq\r(D2－\f(4ρL（I2－I1）,πI1R1))。答案(1)100.503.503(2)電路如解析圖所示(3)eq\r(D2－\f(4ρL（I2－I1）,πI1R1))5.(2017·江蘇省南京市、鹽城市、連云港市高三第二次模擬)有一只量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約為58kΩ，某同學(xué)要精確地測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖8甲所示，其中R2為最大電阻9999Ω的電阻箱，R1為滑動(dòng)變阻器，電源電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻很小。實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖8①按電路圖連接電路。②閉合S2。③將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最左端。④閉合S1。⑤調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏。⑥再打開S2，調(diào)節(jié)電阻箱，調(diào)到電壓表半偏，并記下電阻箱的讀數(shù)，并認(rèn)為此時(shí)電阻箱的電阻為該電壓表的內(nèi)阻。(1)圖乙電阻箱的讀數(shù)為________kΩ。(2)實(shí)驗(yàn)室中有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，a最大阻值為20Ω，額定電流為1A，b最大阻值為10kΩ，額定電流為20mA。為了能精確測(cè)量電壓表內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇________(填字母代號(hào))滑動(dòng)變阻器。(3)實(shí)驗(yàn)中S2從閉合到打開(打開S2之前，電阻箱置于9999Ω)后，A、B兩點(diǎn)的電壓UAB________(填“>”“<”或“＝”)3V。(4)實(shí)驗(yàn)中由于電路設(shè)計(jì)所存在的實(shí)驗(yàn)誤差(系統(tǒng)誤差)，導(dǎo)致測(cè)量值______