1、實(shí)驗(yàn)九：測(cè)定金屬的電阻率一、練習(xí)使用螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺1螺旋測(cè)微器的構(gòu)造及讀數(shù)(1)螺旋測(cè)微器的構(gòu)造：如圖 S91 所示是常用的螺旋測(cè)微器它的測(cè)砧 A 和固定刻度 B 固定在 U 形框架 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，通過(guò)精密螺紋套在 B 上.智浪教育-普惠英才文庫(kù)圖 S91(2)螺旋測(cè)微器的原理：測(cè)微螺桿 P 與固定刻度 B 之間的精密螺紋的螺距為 0.5 mm，即旋鈕 K 每旋轉(zhuǎn)一周，P 前進(jìn)或后退 0.5mm，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)或后退 0.01 mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為 0.01 mm.讀數(shù)時(shí)誤差出現(xiàn)在

2、毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺智浪教育-普惠英才文庫(kù)(3)讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整數(shù)(或半整數(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)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(毫米)固定刻度讀數(shù)：半刻度線露出則固定刻度數(shù)應(yīng)為.5 mm，沒(méi)露出則為mm.表示固定刻度水平線下面的刻度數(shù)可動(dòng)刻度要估讀，小數(shù)點(diǎn)后應(yīng)保留三位有效數(shù)字智浪教育-普惠英才文庫(kù)2游標(biāo)卡尺(1)游標(biāo)卡尺的構(gòu)造游標(biāo)卡尺，是一種測(cè)量長(zhǎng)度、內(nèi)外徑、深度的量具游標(biāo)卡尺由主尺和附在主尺上能滑動(dòng)的游標(biāo)兩部分構(gòu)成主尺一般以毫米為單位，而游標(biāo)上則有 10、20 或 50 個(gè)分格，根據(jù)分格的不同，游標(biāo)卡

3、尺可分為十分度游標(biāo)卡尺(精確度為 0.1 mm)、二十分度游標(biāo)卡尺(精確度為 0.05 mm)和五十分度游標(biāo)卡尺(精確度為 0.02 mm)游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)上有兩副活動(dòng)量爪，分別是內(nèi)測(cè)量爪和外測(cè)量爪，內(nèi)測(cè)量爪通常用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)徑，外測(cè)量爪通常用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度和外徑智浪教育-普惠英才文庫(kù)圖 S92(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)讀數(shù)時(shí)首先以游標(biāo)零刻度線為準(zhǔn)在主尺上讀取整毫米數(shù)，即以毫米為單位的整數(shù)部分，然后看游標(biāo)上第幾條刻度線與主尺的刻度線對(duì)齊，如第 6 條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，則小數(shù)部分即為精確度乘以 6.測(cè)量值整數(shù)部分小數(shù)部分智浪教育-普惠英才文庫(kù)小數(shù)部分對(duì)齊的游標(biāo)尺上刻度線數(shù)精確度(3)注意事項(xiàng)：游標(biāo)卡

4、尺的讀數(shù)不需要估讀，即以毫米作單位，精確度在小數(shù)點(diǎn)后有幾位數(shù)，讀數(shù)結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后就有幾位數(shù)二、測(cè)定金屬的電阻率1實(shí)驗(yàn)原理：RSl.2實(shí)驗(yàn)步驟(1)電路設(shè)計(jì)：由于被測(cè)電阻絲的阻值較小，所以選用電流表外接法；本實(shí)驗(yàn)不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，滑動(dòng)變阻器可選用限流接法智浪教育-普惠英才文庫(kù)Sd 2.(2)實(shí)驗(yàn)原理電路(如圖 S93 所示)：按照實(shí)驗(yàn)原理電路連接好各電學(xué)元件圖 S93(3)測(cè)出金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度 l，選取三個(gè)不同位置測(cè)量金屬絲的直徑 d，求 d 的平均值，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積 14智浪教育-普惠英才文庫(kù)3注意事項(xiàng)(1)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

5、，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直(2)在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度 I 不宜過(guò)大(電流表用 00.6 A 量程)，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大智浪教育-普惠英才文庫(kù)題組1練習(xí)使用螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺1(1)用游標(biāo)為 50 分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量某工件的長(zhǎng)度時(shí)，示數(shù)如圖 S94 所示，則測(cè)量結(jié)果應(yīng)該讀作_ mm.圖 S9410.40智浪教育-普惠英才文庫(kù)(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖 S95 所示，此示數(shù)為_(kāi) mm.2.720圖 S95智浪教育-普惠英才文庫(kù)2圖 S96 甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是_ cm.

6、圖乙中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是_ mm. 圖S9610.0503.200智浪教育-普惠英才文庫(kù)題組2測(cè)定金屬的電阻率3(揭陽(yáng)2012 屆高三模擬)在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，需要用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻 R.實(shí)驗(yàn)中給定電壓表(內(nèi)阻為 50 k)、電流表(內(nèi)阻為 40 )、滑動(dòng)變阻(最大阻值為 10 )、待測(cè)金屬絲(電阻約為 100 )、電源、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干兩位同學(xué)想用伏安法多次測(cè)量作出 IU 圖線求出待測(cè)金屬絲的阻值，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖 S97 甲、乙兩個(gè)電路，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用_圖更合理，電壓表右端應(yīng)接在_(填“a”或“b”)點(diǎn)乙a圖 S97智浪教育-普惠英才文庫(kù)4一位電工師傅為測(cè)量某電線廠

7、生產(chǎn)的銅芯電線的電阻率，他截取了一段長(zhǎng)為 L 的電線，并測(cè)得其直徑為 D，用多用電表測(cè)其電阻發(fā)現(xiàn)阻值小于 1 .為提高測(cè)量的精度，他從下列器材中挑選了一些元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，重新測(cè)量這段導(dǎo)線(用 Rx 表示)的電阻A電源 E：電動(dòng)勢(shì)為 3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)B電壓表 V1：量程為 03.0 V，內(nèi)阻約為 2 kC電壓表 V2：量程為 015.0 V，內(nèi)阻約為 6 kD電流表 A1：量程為 00.6 A，內(nèi)阻約為 1 智浪教育-普惠英才文庫(kù)E電流表 A2：量程為 03.0 A，內(nèi)阻約為 0.1 F滑動(dòng)變阻器 R1：最大阻值 5 ，額定電流 2.0 AG滑動(dòng)變阻器 R2：最大阻值 1 k，額定電流

8、 1.0 AH開(kāi)關(guān) S 一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選_，電流表選_，滑動(dòng)變阻器選_(填元件序號(hào))(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的測(cè)量電路，把電路圖畫(huà)在虛線框中，在圖中標(biāo)明元件符號(hào)(3)某次測(cè)量時(shí)，電壓表示數(shù)為 U，電流表示數(shù)為 I，則該銅芯電線材料的電阻率的表達(dá)式為_(kāi).智浪教育-普惠英才文庫(kù)智浪教育-普惠英才文庫(kù)答案：(1)B EF (2)如圖 42 所示(3)UD24IL圖 42智浪教育-普惠英才文庫(kù)題型1螺旋測(cè)微器與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)【例 1】(2010 年安徽卷)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖 S98 所示，讀數(shù)為_(kāi)mm.圖 S98解析：0.5 mm11.70.

9、01 mm0.617 mm.答案：0.617智浪教育-普惠英才文庫(kù)【例2】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)圖 S99 圖 S9104.510.85智浪教育-普惠英才文庫(kù)1(2012 年深圳高級(jí)中學(xué)模擬)如圖 S911 所示，甲圖中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為_(kāi) mm，乙圖中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_(kāi) cm.圖S91110.50110.155智浪教育-普惠英才文庫(kù)題型2測(cè)金屬電阻率的綜合應(yīng)用【例3】在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖 S912 所示，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度 L，金屬絲的電阻大約為 5 ，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻 Rx，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率圖 S912(1

10、)從圖 S912 中讀出金屬絲的直徑為_(kāi) mm.智浪教育-普惠英才文庫(kù)(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 03 V，內(nèi)阻 10 kB電壓表 015 V，內(nèi)阻 50 kC電流表 00.6 A，內(nèi)阻 0.05 D電流表 03 A，內(nèi)阻 0.01 E滑動(dòng)變阻器，010 F滑動(dòng)變阻器，0100 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))智浪教育-普惠英才文庫(kù)實(shí)驗(yàn)中實(shí)物接線如圖 S913 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 S913錯(cuò)誤 1：_.錯(cuò)誤 2：_.智浪教育-普惠英才文庫(kù)解析：(1)金屬絲的直徑為d 0.5 mm 18

11、.00.01 mm 0.680 mm.(2)電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)大時(shí)測(cè)量誤差小，所以電壓表選A，電流表選C，滑動(dòng)變阻器限流式控制電路時(shí)，其阻值為待測(cè)電阻的25 倍為好，所以選E.(2)AC E錯(cuò)誤 1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上錯(cuò)誤 2：采用了電流表內(nèi)接法錯(cuò)誤 3：電壓表量程接到了 15 V 上(任選兩個(gè)錯(cuò)誤即可)答案：(1)0.680智浪教育-普惠英才文庫(kù)【例4】(2011 年武漢調(diào)研)測(cè)量一螺線管兩接線柱之間金屬絲的長(zhǎng)度的器材如下：A待測(cè)螺線管 L(符號(hào))：繞制螺線管金屬絲的電阻率5.0107 m，電阻 RL 約為 100 B螺旋測(cè)微器C電流表 G：量程 100 A，內(nèi)阻 Rg500

12、D電壓表 V：量程 6 V，內(nèi)阻 RV4 kE定值電阻：R050 F滑動(dòng)變阻器 R：全電阻約為 1 kG電源 E：電動(dòng)勢(shì) 9 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)H開(kāi)關(guān) S 一個(gè)，導(dǎo)線若干智浪教育-普惠英才文庫(kù)(1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑如圖 S914 所示，其示數(shù)為 d_.(2)按圖 S915 甲所示電路測(cè)量金屬絲的電阻，請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的實(shí)物圖上連線圖 S914圖 S915智浪教育-普惠英才文庫(kù)(3)若測(cè)得的金屬絲直徑用 d 表示，電流表 G 的讀數(shù)用 I 表示，電壓表 V 的讀數(shù)用 U 表示，則由已知量和測(cè)得量的符號(hào)表示金屬絲的長(zhǎng)度 l_.智浪教育-普惠英才文庫(kù)答案：(1)0.3840.386 mm

13、 均可(2)如圖 43 所示 圖 43智浪教育-普惠英才文庫(kù)2(2010 年浙大附中模擬)有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖 S916 所示此金屬管線長(zhǎng)約 30 cm，電阻約10 .已知這種金屬的電阻率為，因管內(nèi)中空部分截面積無(wú)法直接測(cè)量，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)量中空部分的橫截面積S0，現(xiàn)有如下器材可選：A毫米刻度尺圖 S916B螺旋測(cè)微器C電流表 A1(600 mA,1.0 )智浪教育-普惠英才文庫(kù)D電流表 A2(3 A,0.1 )E電壓表 V(3 V,6 k)F滑動(dòng)變阻器 R1(2 k，0.5 A)G滑動(dòng)變阻器 R2(10 ，2 A)H蓄電池 E(6 V,0.05 )I開(kāi)關(guān)一個(gè)，

14、帶夾子的導(dǎo)線若干(1)以上器材中，應(yīng)選用的器材有_(只填代號(hào)字母)智浪教育-普惠英才文庫(kù)(2)在下面虛線框中畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的電路圖，并把圖 S917的實(shí)物連成實(shí)際測(cè)量電路，要求盡可能測(cè)出多組有關(guān)數(shù)值.圖 S917智浪教育-普惠英才文庫(kù)(3)實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量有：_.(4)計(jì)算金屬管線內(nèi)部中空橫截面積 S0 的表達(dá)式為：S0 _.0.3 A，故電流表選量程600 mA 的A1；滑最大電流約為 3V10 動(dòng)變阻器R1 最大阻值太大，不便于調(diào)節(jié)，故應(yīng)選滑動(dòng)變阻器R2.解析：(1)電壓表只能選量程3 V 的，因此流過(guò)此金屬管線智浪教育-普惠英才文庫(kù)智浪教育-普惠英才文庫(kù)IL U(3)用螺旋測(cè)微器測(cè)橫截

15、面邊長(zhǎng) a，用毫米刻度尺測(cè)金屬管線長(zhǎng)度 L，電壓表示數(shù) U，電流表示數(shù) I(4)a2圖44答案：(1)ABCEGHI(2)電路及實(shí)驗(yàn)測(cè)量電路分別如圖 44 甲和乙所示智浪教育-普惠英才文庫(kù)3在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻 Rx 約為 5 .實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A電壓表 V1(量程 3 V，內(nèi)阻約為 15 k)B電壓表 V2(量程 15 V，內(nèi)阻約為 75 k)C電流表 A1(量程 3 A，內(nèi)阻約為 0.2 )D電流表 A2(量程 600 mA，內(nèi)阻約為 1 )E變阻器 R1(0100 ，0.6 A)F變阻器 R2(02000 ，0.1 A)G電池 E(電動(dòng)勢(shì)為 3 V，

16、內(nèi)阻約為 0.3 )H開(kāi)關(guān) S，導(dǎo)線若干智浪教育-普惠英才文庫(kù)(1)為提高實(shí)驗(yàn)精確度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有_(2) 為減小實(shí)驗(yàn)誤差 ， 應(yīng)選用圖S918中 _( 填“甲”或“乙”)為該實(shí)驗(yàn)的電路圖，并按所選擇的電路圖把實(shí)物圖 S919 用導(dǎo)線連接起來(lái)圖S918智浪教育-普惠英才文庫(kù)圖 S919智浪教育-普惠英才文庫(kù)(3)若用刻度尺測(cè)得金屬導(dǎo)線長(zhǎng)度為 60.00 cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得導(dǎo)線的直徑為 0.635 mm，兩電表的示數(shù)分別如圖 S920所示，則電阻值為_(kāi) ，電阻率為_(kāi)圖 S920智浪教育-普惠英才文庫(kù)智浪教育-普惠英才文庫(kù)答案：(1)ADEGH(2)乙實(shí)物連接如圖 45 所

17、示圖 45(3)2.40 1.27106m智浪教育-普惠英才文庫(kù)1(2011 年浙江卷)在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為了探究 3 根材料未知，橫截面積均為 S0.20 mm2的金屬絲 a、b、c 的電阻率，采用如圖 S921 所示的實(shí)驗(yàn)電路，M 為金屬絲 c 的左端點(diǎn)，O 為金屬絲 a 的右端點(diǎn)，P 是金屬絲上可移動(dòng)的接觸點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電流表讀數(shù)始終為 I1.25 A電壓表讀數(shù) U 隨 OP 間距離 x 的變化如下表：圖 S921智浪教育-普惠英才文庫(kù)x/mm 600700800900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2100 2200 230

18、0 2400U/V 3.95 4.50 5.10 5.90 6.50 6.65 6.82 6.93 7.02 7.15 7.85 8.50 9.05 9.75(1)繪出電壓表讀數(shù) U 隨 OP 間距離 x 變化的圖線(2)求出金屬絲的電阻率，并進(jìn)行比較圖 46答案：(1)如圖 46 所示智浪教育-普惠英才文庫(kù)智浪教育-普惠英才文庫(kù)通過(guò)計(jì)算可知，金屬絲a與c電阻率相同，遠(yuǎn)大于金屬絲b的電阻率電阻率的允許范圍： a：0.961061.10106 mb：8.51081.10107 mc：0.961061.10106 m通過(guò)計(jì)算可知，金屬絲a與c電阻率相同，遠(yuǎn)大于金屬絲b的電阻率智浪教育-普惠英才文庫(kù)2(2011 年江蘇卷)某同學(xué)利用如圖 S922 所示的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)測(cè)量電阻的阻值圖 S922智浪教育-普惠英才文庫(kù)電阻 R/5.010.015.025.035.045.0電壓 U/V1.001.501.802.142.322.45(1)將電阻箱接入 a、b 之間，閉合開(kāi)關(guān)適當(dāng)調(diào)節(jié)滑