PAGEPAGE20實(shí)驗(yàn)7測(cè)定金屬的電阻率一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法；2．掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法；3．會(huì)用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)定金屬的電阻率．二、實(shí)驗(yàn)器材金屬絲、螺旋測(cè)微器、電流表、__________________、直流電源、__________________、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、毫米刻度尺．考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作1.實(shí)驗(yàn)原理由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝________．金屬導(dǎo)線的電阻R用伏安法測(cè)量，金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度l用________測(cè)量，金屬導(dǎo)線的橫截面積S可由其直徑d算出，即S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)，直徑d可由________測(cè)出．2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬導(dǎo)線的________，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S.(2)按如圖S7-1所示電路圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路(金屬絲電阻很小，電流表用外接法)，把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到使接入電路中的電阻值最________的位置．圖S7-1(3)將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空拉直，用毫米刻度尺測(cè)量接入________的金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度l.(4)閉合開關(guān)S，改變________的位置，測(cè)出多組電流表、電壓表的讀數(shù)．(5)采用計(jì)算法或采用________法求電阻R.(6)把測(cè)量數(shù)據(jù)代入電阻率公式ρ＝________，計(jì)算出金屬的電阻率．1如圖S7-2所示，用伏安法測(cè)定電阻約為5Ω的均勻電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池．圖S7-2(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)________使F與A間距稍大于被測(cè)物，放入被測(cè)物，再轉(zhuǎn)動(dòng)________到夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)________使F固定后讀數(shù)．(填儀器部件字母符號(hào))(2)根據(jù)原理圖連接圖丙的實(shí)物圖．(3)閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動(dòng)，多次改變________的位置，得到幾組U、I、L的數(shù)據(jù)，其中L為OP的長(zhǎng)，用R＝eq\f(U,I)計(jì)算出相應(yīng)的電阻后作出R-L圖線如圖S7-3所示．取圖線上兩個(gè)點(diǎn)間數(shù)據(jù)之差ΔL和ΔR，若電阻絲直徑為d，則電阻率ρ＝________．圖S7-3式題在“測(cè)量金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)所用器材為：電源(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約為1Ω)、電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω)、電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)、滑動(dòng)變阻器(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．某同學(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)123456U/V0.100.300.701.001.501.70I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.460(1)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谙旅娴奶摼€方框里畫出該同學(xué)所采用的電路圖．(2)某次測(cè)量中，電流表示數(shù)如圖S7-4甲所示，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則電流表和電壓表的讀數(shù)分別為______A和________V.圖S7-4(3)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)于誤差的說法正確的是()A．多次測(cè)量金屬絲直徑取平均值，可以減小偶然誤差B．由于所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，故測(cè)量時(shí)可認(rèn)為沒有誤差C．實(shí)驗(yàn)中電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差D．用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差■注意事項(xiàng)1．本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法．2．實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、待測(cè)金屬導(dǎo)線連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬導(dǎo)線的兩端．3．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，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，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值．4．測(cè)金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，求其平均值．考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析1.測(cè)定金屬的電阻率的數(shù)據(jù)處理(1)公式法求電阻：測(cè)量多組電流、電壓值，求出對(duì)應(yīng)的電阻后取平均值，不能對(duì)電流、電壓取平均值．(2)圖像法求電阻：作出U-I圖像，由圖像的斜率求出電阻值．在設(shè)定標(biāo)度時(shí)要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮．2．測(cè)定金屬的電阻率的誤差分析(1)金屬絲的直徑測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一．(2)采用伏安法測(cè)電阻時(shí)，電表的內(nèi)阻會(huì)帶來系統(tǒng)誤差．(3)在測(cè)量長(zhǎng)度、電流、電壓的過程中，測(cè)量工具讀數(shù)時(shí)會(huì)帶來偶然誤差．(4)由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測(cè)量誤差．2[2014·山東卷]實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度．該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖S7-5甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度．可供使用的器材有：甲乙圖S7-5電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5Ω；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω；定值電阻：R0＝3Ω；電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)；開關(guān)、導(dǎo)線若干．回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(選填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(選填“a”或“(2)在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖S7-6甲電路完成剩余部分的連接．圖S7-6(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________(4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為________m(保留2位有效數(shù)字)．式題某同學(xué)應(yīng)用測(cè)定某電源的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r的電路來測(cè)定一段電阻絲的電阻率ρ，設(shè)計(jì)的電路如圖S7-7(a)所示．a(chǎn)b是一段電阻率較大的粗細(xì)均勻的電阻絲，R0是阻值為2Ω的保護(hù)電阻，滑動(dòng)片P與電阻絲始終接觸良好．實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑為d＝0.400mm.實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)P的位置，記錄aP長(zhǎng)度x和對(duì)應(yīng)的電壓U、電流I的數(shù)據(jù)，并求得eq\f(U,I)的數(shù)值，如下表所示：圖S7-7x/m0.100.200.300.400.500.60U/V1.501.721.892.002.102.18I/A0.490.430.380.330.310.28eq\f(U,I)/Ω3.064.004.976.066.777.79(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(b)中作出eq\f(U,I)-x關(guān)系圖像利用該圖像，可求得電阻絲的電阻率ρ＝________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)．(2)圖(b)中eq\f(U,I)-x關(guān)系圖像縱軸截距的物理意義是________________．■注意事項(xiàng)1．在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過待測(cè)導(dǎo)線的電流I不宜過大(電流表用0～0.6A2．求R的平均值時(shí)可用兩種方法：第一種是用R＝eq\f(U,I)算出各次的測(cè)量值，再取平均值；第二種是用圖像(U-I圖線)來求出．若采用圖像法，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮．考點(diǎn)三同類實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新測(cè)量思路實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量原理或?qū)嶒?yàn)步驟1.利用定值電阻和兩個(gè)電流表測(cè)量電阻根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)I1R＝I2Rx，可得被測(cè)電阻為Rx＝eq\f(I1R,I2)2.利用定值電阻和兩個(gè)電壓表測(cè)量電阻根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)eq\f(U1,R)＝eq\f(U2,Rx)，可得被測(cè)電阻為Rx＝eq\f(U2R,U1)3.等效替代法測(cè)電阻(1)——電阻箱和電流表①電路圖如圖所示；②閉合開關(guān)S，把開關(guān)S1撥到1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0，使電流表指針有一較大的偏角；③把開關(guān)S1撥到2，調(diào)節(jié)R使電流表的示數(shù)與步驟②中相同，注意R0保持不變；④讀出電阻箱的阻值為R1；⑤被測(cè)電阻Rx＝R14.等效替代法測(cè)電阻(2)——電阻箱和電壓表①電路圖如圖所示；②閉合開關(guān)S，把開關(guān)S1撥到1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0，使電壓表指針有一較大的偏角；③把開關(guān)S1撥到2，調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)與步驟②中相同，注意R0保持不變；④讀出電阻箱的阻值為R1；⑤被測(cè)電阻Rx＝R13利用如圖S7-8甲所示的電路測(cè)量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20Ω.帶有刻度尺的木板上有a和b兩個(gè)接線柱，把電阻絲拉直后固定在接線柱a和b上．在電阻絲上夾上一個(gè)帶有接線柱c的小金屬夾，沿電阻絲移動(dòng)金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點(diǎn)P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度．可供選擇的器材還有：電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻約為1Ω)；電流表A1(量程0～100mA，內(nèi)阻約為5Ω)；電流表A2(量程0～0.6A電阻箱R(0～999.9Ω)；開關(guān)、導(dǎo)線若干．圖S7-8實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A．用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑；B．將選用的實(shí)驗(yàn)器材，按照?qǐng)D甲連接實(shí)驗(yàn)電路；C．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大；D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表滿偏，然后斷開開關(guān)，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；E．改變金屬夾與電阻絲接觸點(diǎn)的位置，閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表再次滿偏，重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；F．?dāng)嚅_開關(guān)，整理好器材．(1)某次測(cè)量電阻絲直徑d時(shí)，螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖乙所示，則d＝________mm.(2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇________(選填“A1”或“A2(3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的R-L關(guān)系圖線，圖線在R軸的截距為R0，在L軸的截距為L(zhǎng)0，再結(jié)合測(cè)出的電阻絲直徑d，寫出電阻絲的電阻率表達(dá)式ρ＝________(用給定的物理量符號(hào)和已知常數(shù)表示)．(4)本實(shí)驗(yàn)中，電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果______(選填“有”或“無”)影響．式題[2015·重慶卷]同學(xué)們測(cè)量某電阻絲的電阻Rx，所用電流表的內(nèi)阻與Rx相當(dāng)，電壓表可視為理想電壓表．①若使用圖S7-9所示電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要使得Rx的測(cè)量值更接近真實(shí)值，電壓表的a端應(yīng)連接到電路的________點(diǎn)(選填“b”或“c”)．圖S7-9②測(cè)得電阻絲的U-I圖如圖S7-10所示，則Rx為______Ω(保留兩位有效數(shù)字)．圖S7-10③實(shí)驗(yàn)中，隨電壓進(jìn)一步增加電阻絲逐漸進(jìn)入熾熱狀態(tài)．某同學(xué)發(fā)現(xiàn)對(duì)熾熱電阻絲吹氣，其阻值會(huì)變化．他們對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行探究，在探究電阻絲兩端的電壓為10V的條件下，得到電阻絲的電阻Rx隨風(fēng)速v(用風(fēng)速計(jì)測(cè))的變化關(guān)系如圖S7-11甲所示．由圖可知當(dāng)風(fēng)速增加時(shí)，Rx會(huì)________(選填“增大”或“減小”)．在風(fēng)速增加過程中，為保持電阻絲兩端電壓為10V，需要將滑動(dòng)變阻器RW的滑片向________端調(diào)節(jié)(選填“M”或“N”)．④為了通過電壓表的示數(shù)來顯示風(fēng)速，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖S7-11乙所示的電路．其中R為兩只阻值相同的電阻，Rx為兩根相同的電阻絲，一根置于氣流中，另一根不受氣流影響，V為待接入的理想電壓表．如果要求在測(cè)量中，風(fēng)速?gòu)牧汩_始增加，電壓表的示數(shù)也從零開始增加，則電壓表“＋”端和“－”端應(yīng)分別連接到電路中的________點(diǎn)和________點(diǎn)(在“a”“b”“c”“d”中選填)．甲乙圖S7-111．[2013·安徽卷]在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過程如圖S7-12所示，校零時(shí)的讀數(shù)為________mm，合金絲的直徑為________mm.圖S7-12(2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖S7-13甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物電路連接．甲乙圖S7-132．如圖S7-14甲所示的金屬工件，截面外方內(nèi)圓，外邊長(zhǎng)a約為1cm、內(nèi)徑d約為0.5cm、長(zhǎng)度L約為圖S7-14(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)出截面外邊長(zhǎng)如圖乙所示，其讀數(shù)a＝________cm.(2)應(yīng)選用________來測(cè)量工件內(nèi)徑d(填“毫米刻度尺”“游標(biāo)卡尺”或“螺旋測(cè)微器”)．(3)為了測(cè)出該金屬的電阻率，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，請(qǐng)按設(shè)計(jì)的電路完成實(shí)物圖丁的連線．(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得工件兩端電壓為U，通過的電流為I，請(qǐng)寫出該金屬電阻率的表達(dá)式ρ＝________(用a、d、L、U、I等字母表示)．3．為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖S7-15所示的電路．圖中A0是標(biāo)準(zhǔn)微安表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電池．完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：圖S7-15(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)________的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的________，此為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值．4．某金屬材料制成的電阻，阻值隨溫度變化而變化．為了測(cè)量RT在0到100℃之間的多個(gè)溫度下的阻值，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖S7-16所示的電路，其中A是量程為3mA、內(nèi)阻忽略不計(jì)的電流表，E為電源(電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω)，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為電阻箱，S圖S7-16(1)實(shí)驗(yàn)室中提供的滑動(dòng)變阻器有兩個(gè)：RA(0～150Ω)、RB(0～500Ω)，本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器選用________(選填“RA”或“RB”)．(2)完成下面實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：①調(diào)節(jié)溫度，使得RT的溫度達(dá)到T1；②將S接1，調(diào)節(jié)R1，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)電流表的讀數(shù)I；③將S接2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R0；④則當(dāng)溫度為T1時(shí)，電阻RT＝________；⑤改變RT的溫度，在每一溫度下重復(fù)步驟②③④，即可測(cè)得電阻阻值隨溫度變化的規(guī)律．(3)由上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得的不同溫度下RT的電阻值，畫出該金屬材料制成的電阻RT隨溫度t變化的圖像如圖S7-17甲所示．若把該電阻與電池(電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻不計(jì))、電流表(量程為5mA、內(nèi)阻Rg＝100Ω)、電阻箱串聯(lián)起來，連成如圖S7-17乙所示的電路，用電阻RT作為測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的金屬電阻溫度計(jì)．若電阻箱取值R＝50Ω，則電流表5mA處對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為________℃.圖S7-175．[2014·四川卷]如圖S7-18是測(cè)量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護(hù)電阻(10Ω)，R1是電阻箱(0～99.9Ω)，R是滑動(dòng)變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動(dòng)勢(shì)10V，內(nèi)阻很小)．圖S7-18在保證安全和滿足要求的情況下，使測(cè)量范圍盡可能大．實(shí)驗(yàn)具體步驟如下：(ⅰ)連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到最大；(ⅱ)閉合S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1，先調(diào)R1為適當(dāng)值，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使A1示數(shù)I1＝0.15A，記下此時(shí)電阻箱的阻值R1和A2的示數(shù)I2(ⅲ)重復(fù)步驟(ⅱ)，再測(cè)量6組R1和I2值；(ⅳ)將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的7組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)．圖S7-19根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問題：①現(xiàn)有四只供選用的電流表：A．電流表(0～3mA，內(nèi)阻為2.0Ω)B．電流表(0～3mA，內(nèi)阻未知)C．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻為5.0ΩD．電流表(0～0.3AA1應(yīng)選用________，A2應(yīng)選用________．②測(cè)得一組R1和I2值后，調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1＝0.15A，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器R③在坐標(biāo)紙上畫出R1與I2的關(guān)系圖．④根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出Rx＝________Ω.

實(shí)驗(yàn)7測(cè)定金屬的電阻率【實(shí)驗(yàn)器材】電壓表滑動(dòng)變阻器【考點(diǎn)互動(dòng)探究】考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作1．Req\f(S,l)毫米刻度尺螺旋測(cè)微器2．(1)直徑d(2)大(3)電路(4)滑動(dòng)變阻器滑片(5)圖像(6)eq\f(πd2R,4l)例1(1)DHG(2)見解析圖(3)線夾P(P點(diǎn)或P)eq\f(πΔRd2,4ΔL)[解析](1)用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D，使F與A間距稍大于被測(cè)物，放入被測(cè)物，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H到夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)卡銷G使F固定后讀數(shù)．(2)如圖所示．(3)實(shí)驗(yàn)中多次改變電阻絲長(zhǎng)度，即改變線夾P的位置進(jìn)行測(cè)量；由電阻定律R＝eq\f(ρL,S)＝eq\f(4ρL,πd2)，R-L圖線的斜率k＝eq\f(4ρ,πd2)＝eq\f(ΔR,ΔL)，則電阻率ρ＝eq\f(πΔRd2,4ΔL).變式題(1)見解析圖(2)0.5202.30(3)ACD[解析](1)因電流、電壓從0起步可調(diào)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，又Rx<eq\r(RARV)，電流表采用外接法，電路設(shè)計(jì)如圖所示．(2)兩表的讀數(shù)都要估讀，電流表的讀數(shù)為0.520A(3)測(cè)量金屬絲直徑次數(shù)越多，取平均值時(shí)偶然誤差抵消幾率越大，選項(xiàng)A正確；本實(shí)驗(yàn)所測(cè)電流值偏大，屬系統(tǒng)誤差，無法克服，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；用U-I圖像處理數(shù)據(jù)，舍棄偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，求金屬絲電阻可以減小偶然誤差，選項(xiàng)D正確．考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2(1)R2(2)如圖所示(3)2.30(2.29、2.31均正確)(4)94(93、95均正確)[解析](1)根據(jù)電阻定律估算得銅導(dǎo)線的電阻大約為Rx＝ρeq\f(l,S)＝1.7Ω，而R0＋Rx＝4.7Ω，根據(jù)電路圖，電壓表的量程是3V，電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，所以滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最小為4.7Ω.為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2.(2)略．(3)電壓表最小刻度表示0.1V，應(yīng)該按照eq\f(1,10)估讀進(jìn)行讀數(shù)，所以讀數(shù)為2.30V.(4)因?yàn)镽x＝eq\f(U,I)－R0＝ρeq\f(l,S)，所以l＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U,I)－R0))eq\f(S,ρ)＝94m.變式題(1)圖略1.2×10－6(2)電流表的內(nèi)阻[解析](1)根據(jù)電阻定律得R＝eq\f(ρx,S)，由歐姆定律得R＝eq\f(U,I)－RA，聯(lián)立得eq\f(U,I)＝eq\f(ρ,S)·x＋RA，由圖像的斜率k＝eq\f(ρ,S)，可求得電阻絲的電阻率ρ＝kS＝1.2×10－6Ω·m.考點(diǎn)三同類實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新例3(1)0.732(2)A1(3)eq\f(πd2R0,4L0)(4)無[解析](1)根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則可得d＝0.5mm＋0.232mm＝0.732mm；(2)根據(jù)題意，電路中可能出現(xiàn)的最大電流為I＝eq\f(3V,20Ω)＝0.15A＝150mA，故電流表選擇A1即可；(3)由閉合電路的歐姆定律可知，E＝I(R＋r＋RA＋R電阻絲)＝Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋r＋RA＋ρ\f(4L,πd2)))，聯(lián)立解得R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,I)－r－RA))－eq\f(4ρ,πd2)·L，由已知條件可知，k＝－eq\f(R0,L0)＝－eq\f(4ρ,πd2)，解得ρ＝eq\f(πd2R0,4L0)；(4)由ρ＝eq\f(πd2R0,4L0)可知，本實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果無影響．[點(diǎn)評(píng)]本題測(cè)電阻率應(yīng)用了閉合電路的歐姆定律，在保證電路干路電流一定的前提下，通過研究改變電阻絲長(zhǎng)度L，找到對(duì)應(yīng)串聯(lián)電阻R，從而建立對(duì)應(yīng)的R-L數(shù)量關(guān)系，借助圖像的斜率k有效解決了電阻率ρ的問題．變式題①c②4.1(4.0～4.2)③減小M④bd[解析]①電流表內(nèi)阻和電阻絲阻值相當(dāng)，電壓表為理想電表，當(dāng)a端接到b點(diǎn)時(shí)，電流表的內(nèi)阻對(duì)Rx兩端電壓的測(cè)量影響較大，故用外接法，即接在c點(diǎn)．②直接利用圖像斜率計(jì)算即可；③根據(jù)圖像，可知電阻隨著風(fēng)速的增大而減?。伙L(fēng)速增加時(shí)，Rx阻值變小，電路總電阻變小，干路電流變大，導(dǎo)致測(cè)量電路兩端的電壓變小，為保持電阻絲兩端的電壓為10V，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向M端調(diào)節(jié)；④由③知，電阻隨著風(fēng)速的增大而減小，在串聯(lián)電路中分到的電壓也減小，觀察電路知中間支路的兩個(gè)電阻一直平分電壓，而左側(cè)支路無風(fēng)時(shí)兩個(gè)電阻平分電壓，有風(fēng)時(shí)上半部分Rx分壓多，下半部分Rx分壓少，要求風(fēng)速?gòu)牧阍黾訒r(shí)，電壓表示數(shù)從零開始增加，分析電路中的分壓情況可知，只有b、d兩點(diǎn)間的電壓滿足上述要求，故電壓表應(yīng)接在b、d之間，且b點(diǎn)電勢(shì)高，因此電壓表的“＋”端接b，“一”端接d.【教師備用習(xí)題】1．[2014·江蘇卷]某同學(xué)通過實(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)先旋緊題圖所示的部件________(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.(2)題圖所示是測(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”)．(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)做怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議．[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，用圖像法求電阻值)[解析](1)讀數(shù)前應(yīng)先旋緊B，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0mm＋0.01mm×41.0＝(2)因?yàn)殡妷罕碛凶x數(shù)，說明除7、9之間的電路都應(yīng)暢通，且是串聯(lián)電路，由于電壓表內(nèi)阻比較大，因此通過電壓表、電流表的電流比較小，滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)對(duì)兩電表示數(shù)的影響較小，則7、9之間的電路可能接觸不良，形成斷路．(3)由于eq\r(RVRA)＝eq\r(3000×0.3)Ω＝30Ω，Rx>eq\r(RVRA)，即eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，宜采用電流表內(nèi)接法；通過多次測(cè)量求平均值或圖像法可提高實(shí)驗(yàn)的精確度．2．[2014·浙江卷]小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值．(1)圖1是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖1中畫出．圖1(2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖上，如圖2所示．在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(選填“○”或“×”)表示的．圖2(3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖2上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為________Ω.[答案](1)如圖所示圖1圖2(2)“×”(3)作圖見第22題圖2用“×”連線R＝(1.1～1.3)Ω；用“○”連線R＝(1.5～1.7)Ω[解析](1)由圖2中的電壓、電流數(shù)據(jù)從零開始可知滑動(dòng)變阻器采用分壓式，電壓表選擇量程3V，電流表采用外接法．(2)由于外接法中電壓表分流，測(cè)得的電阻比內(nèi)接法測(cè)得的要小，故電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“×”表示的．(3)用“×”數(shù)據(jù)點(diǎn)連直線，斜率為鉛筆芯的電阻，考慮誤差因素，R＝(1.1～1.3)Ω，用“○”數(shù)據(jù)點(diǎn)連直線，同理得R＝(1.5～1.7)Ω.3．[2013·廣東卷]圖(a)是測(cè)量電阻Rx的原理圖．學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長(zhǎng)度刻度的均勻電阻絲ab的總長(zhǎng)為30.0圖(a)圖(b)圖(c)(1)根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖．(2)斷開S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0V時(shí)，單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u＝________V/cm.記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)．(3)保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長(zhǎng)度L，同時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟(2)記錄的值相同，記錄長(zhǎng)度L和A2的示數(shù)I.測(cè)量6組L和I值，測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出．寫出Rx與L、I、u的關(guān)系式Rx＝______________；根據(jù)圖(c)用作圖法算出Rx＝______________________Ω.[答案](1)如圖所示(2)0.1(3)eq\f(Lu,I)64．[2012·山東卷]在“測(cè)量金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測(cè)金屬絲：Rx(阻值約4Ω，額定電流約0.5A)；電壓表：V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表：A1(量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)；A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω)；電源：E1(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；E2(電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻不計(jì))；滑動(dòng)變阻器：R(最大阻值約20Ω)；螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線．(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________mm.(2)若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選________、電源應(yīng)選________(均填器材代號(hào))，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．Ｋ[答案]①1.770(1.768～1.772均正確)②A1E1如圖所示[解析]因?yàn)榇郎y(cè)金屬絲的額定電流為0.5A，所以流經(jīng)電流表的電流最大值是0.5A，所以電流表選擇A1.本實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器采用限流接法，所以滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻絲串聯(lián)，如果選擇電動(dòng)勢(shì)為12V的電源，電路中的最小電阻為eq\f(12,0.5)Ω＝24Ω，滑動(dòng)變阻器必須全部接入電路，不能得到多組數(shù)據(jù)，影響測(cè)量精度，所以電源選擇E1.5．[2012·北京卷]在“測(cè)定金屬的電阻率”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.(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1所示，其讀數(shù)應(yīng)為____________mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)．圖1(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)阻約1Ω)、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2中的______________(選填“甲”或“乙”)．圖2(3)圖3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3中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．圖3(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4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D4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4(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________(填選項(xiàng)前的符號(hào))．A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．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)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是___________(有多個(gè)正確選項(xiàng))．A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(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圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差[答案](1)0.397(0.395～0.399)(2)甲(3)如圖5所示圖5圖6(4)如圖6所示4.5(4.3～4.7)(5)C(6)CD[解析](2)從表格可以看出，電壓表是從很小讀數(shù)開始，所以采用分壓式接法．(5)由公式R＝ρeq\f(l,S)可得，電阻率約為1×10－6Ω·m