1、第 2 講 伏安法測電阻四、游標卡尺四、游標卡尺1構(gòu)造：如圖實構(gòu)造：如圖實14所示，主尺、游標尺所示，主尺、游標尺(主尺和游標主尺和游標 尺上各有一個內(nèi)外測量爪尺上各有一個內(nèi)外測量爪)，游標尺上還有一個深度尺，游標尺上還有一個深度尺， 尺身上還有一個緊固螺釘尺身上還有一個緊固螺釘2用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑3原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值 制成常見的制成常見的 游標卡尺的游標尺上小等分刻度有游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、個的、 20個的、個的、 50個的，見下表：個的，

2、見下表：刻度格數(shù)刻度格數(shù)(分度分度)刻度總長度刻度總長度的差值的差值精確度精確度(可可準確到準確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4讀數(shù)：若用讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從表示從 游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)， 則記錄結(jié)果表達為則記錄結(jié)果表達為(xK精確度精確度) mm.用游標為用游標為50分度的卡尺分度的卡尺(測量值可準確到測量值可準確到0.02mm)測定某圓柱的測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖實直徑時，卡尺上

3、的示數(shù)如圖實19所示，可讀出圓柱的直徑所示，可讀出圓柱的直徑為為_42.12_mm.(1)螺旋測微器的構(gòu)造：如圖螺旋測微器的構(gòu)造：如圖 826 所示是常用的螺旋測所示是常用的螺旋測微器它的測砧微器它的測砧 A 和和 B 固定在固定在 U 形框架形框架 F 上旋鈕上旋鈕 K、微調(diào)旋鈕、微調(diào)旋鈕K和可動刻度和可動刻度 H、測微螺桿、測微螺桿 P 連在一起，通過精密螺紋套在連在一起，通過精密螺紋套在 S上上.圖圖 826五螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)五螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)密螺紋的螺距為密螺紋的螺距為 0.5 mm，即旋鈕，即旋鈕 K 每旋轉(zhuǎn)一周，每旋轉(zhuǎn)一周，P 前進或后退前進或后退 0.5mm，

4、可動刻度，可動刻度 H 上的刻度為上的刻度為 50 等份，每轉(zhuǎn)動一小格，等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P 前進或前進或后退后退 0.01 mm.即螺旋測微器的精確度為即螺旋測微器的精確度為 0.01 mm.讀數(shù)時誤差出讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺(3)讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)(或半整數(shù)或半整數(shù))毫米數(shù)由毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出測量值測量值(毫米毫米)固定刻度數(shù)固定刻度數(shù)(毫米毫米)可動刻度數(shù)可動刻度數(shù)(估讀一估讀一位位)0.01(毫米毫米

5、)(2)螺旋測微器的原理：測微螺桿螺旋測微器的原理：測微螺桿 P 與固定刻度與固定刻度 B 之間的精之間的精mm，沒露出則為，沒露出則為mm.表示固定刻度水平線下面的刻度表示固定刻度水平線下面的刻度數(shù)數(shù)可動刻度要估讀，小數(shù)點后應保留三位有效數(shù)字可動刻度要估讀，小數(shù)點后應保留三位有效數(shù)字固定刻度讀數(shù)：半刻度線露出則固定刻度數(shù)應為固定刻度讀數(shù)：半刻度線露出則固定刻度數(shù)應為.5九、注意事項九、注意事項1螺旋測微器的使用螺旋測微器的使用(1)測量前須校對零點：先使測砧測量前須校對零點：先使測砧A與測微螺桿與測微螺桿P并攏，觀并攏，觀 察可動刻度零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合，察可動刻度零刻度線與固

6、定刻度的軸向線是否重合， 以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線是否重合，以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線是否重合， 不重合時，用存放在螺旋測微器盒中的工具調(diào)節(jié)，直不重合時，用存放在螺旋測微器盒中的工具調(diào)節(jié)，直 到完全重合為止到完全重合為止(2)測量時，當測微螺桿測量時，當測微螺桿P將要接觸被測物體時，要停上使用將要接觸被測物體時，要停上使用旋紐旋紐K，改用微調(diào)旋紐，改用微調(diào)旋紐K，以避免，以避免P和被測物體間產(chǎn)生過大的和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力這樣，既可以保護儀器，又能保證測量結(jié)果準確當壓力這樣，既可以保護儀器，又能保證測量結(jié)果準確當聽到聽到“咔、咔咔、咔”聲后，聲后，停止轉(zhuǎn)動，即可讀

7、數(shù)停止轉(zhuǎn)動，即可讀數(shù)(3)螺旋測微器應估讀一位，即以螺旋測微器應估讀一位，即以mm作單位，應讀到小數(shù)點作單位，應讀到小數(shù)點后面第三位后面第三位 用螺旋測微器測圓柱用螺旋測微器測圓柱體的直徑時，示數(shù)如圖實體的直徑時，示數(shù)如圖實18所所 示，此示數(shù)為示，此示數(shù)為_mm.答案答案8.116【例例 2】(2010 年安徽卷年安徽卷)在測定金屬的電阻率實驗中，用在測定金屬的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖 8213 所示，讀數(shù)所示，讀數(shù)為為_mm.熱點熱點2 2 螺旋測微器的原理與讀數(shù)螺旋測微器的原理與讀數(shù)圖圖 8213解析：解析：0.5 mm11

8、.70.01 mm0.617 mm.2(2010 年肇慶二模年肇慶二模)用螺旋測微器測定一金屬絲的直徑如用螺旋測微器測定一金屬絲的直徑如圖圖 8214 所示，該金屬絲的直徑是所示，該金屬絲的直徑是_mm.圖圖 8314解析：解析：0.5 mm48.00.01 mm0.980 mm.答案：答案：0.980考點 2伏安法測電阻1伏安法測電阻的兩種電路接法2.兩種控制電路(1)兩種控制電路比較(2)兩種控制電路的選擇兩種控制電路的選擇下列三種情況必須選用分壓式接法下列三種情況必須選用分壓式接法a要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時調(diào)節(jié)

9、時(如測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路如測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路)；b當用電器的電阻當用電器的電阻 RL 遠大于滑動變阻器的最大值遠大于滑動變阻器的最大值 R0，且實，且實驗要求的電壓變化范圍較大驗要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù)或要求測量多組數(shù)據(jù))時；時；(因為若因為若用限流法，用限流法，RL 兩端電壓變化不明顯兩端電壓變化不明顯)c若采用限流接法，電路中實際電壓若采用限流接法，電路中實際電壓(或電流或電流)的最小值仍的最小值仍超過超過 RL 的額定值的額定值時，只能采用分壓接法時，只能采用分壓接法下列情況可選用限流式接法下列情況可選用限流式接法a測量時

10、電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只測量時電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且是小范圍內(nèi)測量，且 RL 與與 R0 接近或接近或 RL 略小于略小于 R0，采用限流，采用限流式接式接法；法；b沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法電流表電流表 A1 (量程量程 00.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻 0.2 )；電流表電流表 A2(量程量程 03 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻 0.05)；電壓表電壓表 V1(量程量程 03 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻

11、3 k)；電壓表電壓表 V2(量程量程 015 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 15 k)；滑動變阻器滑動變阻器 R0(050)，蓄電池，蓄電池(電動勢為電動勢為 6 V)、開關(guān)、開關(guān)、導線導線為為 了了 較較 準準 確確 測測 量量 Rx 阻阻 值值 ， 電電 壓壓 表表 、 電電 流流 表表 應應 選選_，并在下面畫出實驗電路圖，并在下面畫出實驗電路圖3用伏安法測量某一電阻用伏安法測量某一電阻 Rx 的阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：的阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：待測電阻待測電阻 Rx(阻值約阻值約 5，額定功率為，額定功率為 1 W)；圖28A電流表 A1(量程 300 mA，內(nèi)阻約 1 )B電流表 A2(量程 0

12、.6 A，內(nèi)阻約 0.3 )C電壓表 V1(量程 3.0 V，內(nèi)阻約 3 k)D電壓表 V2(量程 5.0 V，內(nèi)阻約 5 k)E滑動變阻器 R1(最大阻值為 50 )F滑動變阻器 R2(最大阻值為 500 )G電源 E(電動勢 4 V，內(nèi)阻可忽略)H開關(guān)、導線若干4某電阻額定電壓為 3 V(阻值大約為 10 )為測量其阻值，實驗室提供了下列可選用的器材：動變阻器_(2)應采用的電路圖為下列圖中的_(1)為了盡可能提高測量準確度，應選擇的器材為(只需填器材前面的字母即可)：電流表_電壓表_滑 答案：(1)ACE(2)B 解析：額定電壓為3 V(阻值大約為10 )，由I ，電流約為300 mA，

13、電流表選A.額定電壓為3 V，所以電壓表選擇C.電源的電動勢(4 V)略大于額定電壓，所以采用分壓接法，使電壓調(diào)節(jié)范圍大，易判斷Rx ，用外接法，所以電路選B，滑動變阻器要選電阻小的E，調(diào)節(jié)電壓更容易2步驟步驟(1)測出金屬導線的長度測出金屬導線的長度 l 和它的直徑和它的直徑 d，計算出導線的橫，計算出導線的橫截面積截面積 Sd42；(2)用伏安法測出金屬導線的電阻用伏安法測出金屬導線的電阻 ；(3)由電阻定律算出金屬導線的電阻率由電阻定律算出金屬導線的電阻率3注意事項注意事項(1)用伏安法測電阻時，由于被測電阻絲的電阻較小，所以用伏安法測電阻時，由于被測電阻絲的電阻較小，所以考點考點 3

14、3測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率1實驗原理：實驗原理：RS.(同時練習使用螺旋測微器同時練習使用螺旋測微器)l選用電流表外接法；本實驗不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，可選用限流選用電流表外接法；本實驗不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，可選用限流電路電路(2)測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的待測導線電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的待測導線的長度，測量時應將導線拉直的長度，測量時應將導線拉直(3)在用伏安法測電阻時，通過待測導線的電流強度在用伏安法測電阻時，通過待測導線的電流強度 I 不宜不宜過大過

15、大(電流表用電流表用 00.6 A 量程量程)，通電時間不宜過長，以免金屬，通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大6在在“測金屬絲的電阻率測金屬絲的電阻率”的實驗中，需測量的量為金屬的實驗中，需測量的量為金屬絲的長度絲的長度 l，直徑，直徑 d，電阻，電阻 Rx.(用上述各字母表用上述各字母表(1)金屬絲電阻率的表達式為金屬絲電阻率的表達式為示示)(2)實驗中測量金屬絲的長度和直徑時，刻度尺和螺旋測微實驗中測量金屬絲的長度和直徑時，刻度尺和螺旋測微器的示數(shù)如圖器的示數(shù)如圖 827 所示，則金屬絲的長度所

16、示，則金屬絲的長度 lcm，金屬絲的直徑金屬絲的直徑 d0.7970.799圖圖 827(3)用電流表和電壓表測金屬絲的電阻時，不論使用電流表用電流表和電壓表測金屬絲的電阻時，不論使用電流表內(nèi)接法還是外接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差按如圖內(nèi)接法還是外接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差按如圖 828 所示所示的電路進行測量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差利的電路進行測量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差利用該電路進行實驗的主要操作過程是：用該電路進行實驗的主要操作過程是：mm.mm.36.47-36.50圖圖 828第一步：將第一步：將 R2 的滑頭調(diào)到最左端，的滑頭調(diào)到最左端，S2 向向 1 閉合，再閉合閉

17、合，再閉合 S1，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) R1 和和 R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過其量不超過其量程程)，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù) U1、I1.第二步：保持兩滑動變阻器滑動頭位置不變，將第二步：保持兩滑動變阻器滑動頭位置不變，將 S2 向向 2 閉閉合，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)合，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù) U2、I2.寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計算寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計算 Rx 的表達式：的表達式：Rx（1）5.01 5.315（a）大）大 （b）大）大 1280考點考點 4 4描繪小電珠描繪小電珠( (小燈泡小燈泡) )的伏安特

18、性曲線的伏安特性曲線1實驗原理實驗原理電路如圖電路如圖 824 甲所示，因為小電珠甲所示，因為小電珠(小燈泡小燈泡)的電阻較的電阻較小小(10 左右左右)，所以應該選用安培表外接法，所以應該選用安培表外接法圖圖 8242用分壓接法用分壓接法小燈泡的電阻會隨著電壓的升高小燈泡的電阻會隨著電壓的升高(燈絲溫度隨之升高燈絲溫度隨之升高)而增而增大，所以大，所以 UI 曲線不是直線為了反映這一變化過程，燈泡兩曲線不是直線為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應該由零逐端的電壓應該由零逐漸增大到額定電壓所以必須選用分壓接漸增大到額定電壓所以必須選用分壓接法開始時應該使小燈泡兩端的電壓為零法開始時應該使小燈

19、泡兩端的電壓為零3IU 曲線曲線由實驗數(shù)據(jù)作出的由實驗數(shù)據(jù)作出的 IU 曲線如圖曲線如圖 824 乙所示，說明燈乙所示，說明燈絲的電阻隨溫度升高而增大絲的電阻隨溫度升高而增大(若用若用 UI 曲線，則曲線的彎曲曲線，則曲線的彎曲方向相反方向相反)4電表量程選擇電表量程選擇若選用的是標有若選用的是標有“3.8 V 0.3 A”的小燈泡，電流表應選的小燈泡，電流表應選用用 00.6 A 量程；電壓表開始時應選用量程；電壓表開始時應選用 03 V 量程，當電壓量程，當電壓調(diào)到接近調(diào)到接近 3 V 時，再改用時，再改用 015 V 量程量程電路，其他部分連接正確，接通電源后，小燈泡的發(fā)光情況是電路，其

20、他部分連接正確，接通電源后，小燈泡的發(fā)光情況是_若本實驗給定電壓表若本實驗給定電壓表(內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為 5 k)、電流表、電流表(內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為 4 )、滑動變阻器、電源、開關(guān)、小燈泡、滑動變阻器、電源、開關(guān)、小燈泡(額定電壓額定電壓3.8 V)及導線若干，要求小燈泡的電壓從零開始增大，實驗應及導線若干，要求小燈泡的電壓從零開始增大，實驗應選擇圖乙中的電路圖是選擇圖乙中的電路圖是_該同學描出的伏安特性曲線該同學描出的伏安特性曲線如圖丙所示，從圖中可知小燈泡的阻值隨小燈泡兩端的電壓的如圖丙所示，從圖中可知小燈泡的阻值隨小燈泡兩端的電壓的增大而增大而_，當給小電燈泡加額定電壓，當給小電燈泡加額定

21、電壓 3.8 V 時，其電阻時，其電阻為為_(答案取三位有效數(shù)字答案取三位有效數(shù)字).5(2010 年湛江二模年湛江二模)某同學在做描繪小電燈泡的伏安特性某同學在做描繪小電燈泡的伏安特性曲線實驗時，誤將電流表和電壓表接成如圖曲線實驗時，誤將電流表和電壓表接成如圖 825 甲所示的甲所示的圖 825 答案：(1)不亮b逐漸增大(或增大)11.9 解析：因電壓表內(nèi)阻很大，通過燈泡的電流太小，所以小燈泡不亮描繪小燈泡伏安特性曲線需電壓從零開始變化，所以滑動變阻器應采用分壓接法，電路選b.從圖中可知電壓增大 (3) (9分分) 在在“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，除有的實

22、驗中，除有一標有一標有“6 V，1.5 W”的小燈泡、導線和開關(guān)外，還有：的小燈泡、導線和開關(guān)外，還有：A直流電源直流電源6 V(內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計)B直流電流表直流電流表03 A(內(nèi)阻內(nèi)阻0.1 以下以下)C直流電流表直流電流表0300 mA(內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為5 )D直流電壓表直流電壓表010 V(內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為15 k)E滑動變阻器滑動變阻器10 ，2 AF滑動變阻器滑動變阻器1 k，0.5 A實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量.實驗中電流表應選用實驗中電流表應選用_，滑動變阻器應選用，滑動變阻器應選用_(均用序號表示均用序號表示). 畫出實驗電路圖畫出實驗電路圖.試將圖所示未完成連接器試將圖所示未完成連接器材連成實驗電路材連成實驗電路 （3）C E(各2分共4分) 實驗電路如圖所示 (3分) . 實物圖連線如圖所示 (3分)（2）小明同學用下列器材描繪額定電壓為）小明同學用下列器材描繪額定電壓為3.0V的小燈泡伏安特的小燈泡伏安特性圖線性圖線(要求電壓變化從零開始要求電壓變化從零開始)，并研究小燈泡實際功率及燈絲，并研究小燈泡實際功率及燈絲溫度