第四講測(cè)定金屬的電阻率刻度尺螺旋測(cè)微器金屬絲游標(biāo)卡尺一、基本原理1.游標(biāo)卡尺螺旋測(cè)微器測(cè)直徑游標(biāo)卡尺10分度讀數(shù)練習(xí)051001051001051001051001051001游標(biāo)卡尺10分度讀數(shù)練習(xí)010200123010200123游標(biāo)卡尺20分度讀數(shù)練習(xí)010200123010200123010200123游標(biāo)卡尺20分度讀數(shù)練習(xí)01234567890012345678910游標(biāo)卡尺50分度讀數(shù)練習(xí)01234567890012345678910螺旋測(cè)微器的讀數(shù)練習(xí)15205100101520510152051002025301510152051002025301510測(cè)量圣器刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)游標(biāo)卡尺110游標(biāo)卡尺220游標(biāo)卡尺350螺旋測(cè)微器509mm0.1mm0.1mm19mm0.05mm0.05mm49mm0.02mm0.02mm0.01mm轉(zhuǎn)一圈后退0.5mm測(cè)量工具的精確度一、基本原理1.游標(biāo)卡尺螺旋測(cè)微器測(cè)直徑刻度尺螺旋測(cè)微器游標(biāo)卡尺伏安法測(cè)電阻外接法內(nèi)接法RxRx2.伏安法測(cè)電阻第四講測(cè)定金屬的電阻率②滑動(dòng)變阻器首選限流式。①金屬絲電流表外接AV1.滑動(dòng)變阻器首選限流式。不明確就選分壓式2.金屬絲：電流表外接,海水：電流表內(nèi)接。一、基本原理第四講測(cè)定金屬的電阻率二、注意事項(xiàng)3.測(cè)金屬絲長(zhǎng)度應(yīng)將其拉直，測(cè)電壓表兩端點(diǎn)間的距離，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值。4.測(cè)金屬絲直徑要選三個(gè)不同部位，測(cè)量其平均值。5.滑片一開(kāi)始一定要處在使電表示數(shù)最小的位置。6.通過(guò)金屬絲電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，1.滑動(dòng)變阻器首選限流式。不明確就選分壓式2.金屬絲：電流表外接,海水：電流表內(nèi)接。二、注意事項(xiàng)二、注意事項(xiàng)第三講第2課時(shí)測(cè)量金屬絲的電阻率一、基本原理系統(tǒng)誤差(1)采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測(cè)量值小于真實(shí)值，使電阻率的測(cè)量值偏小。(2)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。偶然誤差(1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得到的，直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一。(2)金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等均會(huì)帶來(lái)偶然誤差。思考：如何減小電表讀數(shù)帶來(lái)的偶然誤差？三、誤差分析思考：如何減小電表讀數(shù)帶來(lái)的偶然誤差？1.首選小量程電表。2.讀數(shù)要超過(guò)量程的三分之一。如果電表量程不合適,就需要改裝電表。3.電表要正確估讀。最小刻度是1的，估讀到下一位。最小刻度是2、5的，估讀到本位。多用電表可以不估讀。考法一實(shí)驗(yàn)原理與操作1．(2022·合肥模擬)在“測(cè)量金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻Rx約為3Ω，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ)B．電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)C．滑動(dòng)變阻器R(0～10Ω，額定電流0.5A)D．電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω)E．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖中________(選填“甲”或“乙”)為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。(2)現(xiàn)用刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度為60.00cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑示數(shù)如丙圖，則直徑為_(kāi)_________mm。圖丁為兩電表的示數(shù)，則該金屬絲的電阻率為_(kāi)______________________Ω·m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。1.16×10－6乙0.6082．在探究“決定導(dǎo)線電阻因素”的實(shí)驗(yàn)中。需要進(jìn)行以下測(cè)量：(1)

用螺旋測(cè)微器測(cè)得導(dǎo)線的直徑如圖所示，其讀數(shù)是0.701mm。請(qǐng)?jiān)趫D中相應(yīng)刻度處的方框內(nèi)填入正確數(shù)字。(2)欲用伏安法測(cè)定一段電阻絲的電阻，其阻值約為12Ω，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，并且電壓、電流測(cè)量范圍盡可能大一些。下列器材中：電流表應(yīng)選用(填器材的標(biāo)號(hào)，下同)________，電壓表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________。并在下面的虛線框內(nèi)畫(huà)出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。A．電池組E(6V，內(nèi)阻很小)B．電流表A1(0～3A，內(nèi)阻約0.01Ω)C．電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)D．電壓表V1(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)E．電壓表V2(0～6V，內(nèi)阻約6kΩ)F．滑動(dòng)變阻器R1(0～5Ω，2A)G．滑動(dòng)變阻器R2(0～1kΩ，1A)H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線2520150.701=0.5＋0.201A2V2R13．(2021·福建高考)

某實(shí)驗(yàn)小組使用多用電表和螺旋測(cè)微器測(cè)量一長(zhǎng)度為80.00cm電阻絲的電阻率，該電阻絲的電阻值約為100～200Ω，材料未知。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖(a)所示。該電阻絲的直徑為_(kāi)_______mm。(2)對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。

(3)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至________倍率的電阻擋

(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。

(4)將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋零刻度線。

(5)將黑、紅表筆并接在待測(cè)電阻絲兩端，多用電表的示數(shù)如圖(b)所示。該電阻絲的電阻值為_(kāi)_______Ω。

(6)測(cè)量完成之后，將表筆從插孔拔出，并將選擇開(kāi)關(guān)旋到“OFF”位置。

(7)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的該電阻絲電阻率為_(kāi)___________________Ω·m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?？挤ǘ?shù)據(jù)處理與誤差分析1.414×101603.14×10－44．(2021·北京等級(jí)考)在“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用電流表和電壓表測(cè)量一金屬絲的電阻。(1)該同學(xué)先用歐姆表“×1”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是________Ω。(2)除電源(電動(dòng)勢(shì)3.0V，內(nèi)阻不計(jì))、電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干外，還提供如下實(shí)驗(yàn)器材：A．電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)B．電流表(量程0～3.0A，內(nèi)阻約0.02Ω)C．滑動(dòng)變阻器(最大阻值10Ω，額定電流2A)D．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1kΩ，額定電流0.5A)為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(選填實(shí)驗(yàn)器材前對(duì)應(yīng)的字母)。6AC(3)該同學(xué)測(cè)量金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流I，得到多組數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)圖上標(biāo)出，如圖2所示。請(qǐng)作出該金屬絲的U-I圖線。根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R＝________Ω(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。(4)用電流傳感器測(cè)量通過(guò)定值電阻的電流，電流隨時(shí)間變化的圖線如圖3所示。將定值電阻替換為小燈泡，電流隨時(shí)間變化的圖線如圖4所示，請(qǐng)分析說(shuō)明小燈泡的電流為什么隨時(shí)間呈現(xiàn)這樣的變化。5.80剛閉合，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大；隨著燈絲溫度升高，電阻逐漸增大，電流逐漸減?。划?dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度不變，電阻不變，電流保持不變。

[例1]某實(shí)驗(yàn)室中有一捆銅電線，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)想應(yīng)用所學(xué)的電學(xué)知識(shí)來(lái)測(cè)量這捆電線的長(zhǎng)度。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量這捆電線的電阻Rx，圖中a、b之間連接這捆電線；V1和V2可視為理想電壓表；R為阻值范圍為0～999.0的電阻箱；E為電源；R0為定值電阻；S為開(kāi)關(guān)。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：(1)先用螺旋測(cè)微器測(cè)量該銅電線的直徑d，如圖乙所示，則d＝___________mm；

(2)按照?qǐng)D甲所示的實(shí)驗(yàn)原理線路圖，將實(shí)物電路連接好；(3)將電阻箱R調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)淖柚?，閉合開(kāi)關(guān)S，記下此時(shí)電阻箱的阻值R、電壓表V1的示數(shù)U1、電壓表V2的示數(shù)U2，則這捆電線的阻值表達(dá)式為Rx＝___________(用R、U1、U2表示)；1.200

2.6147[例2]

(2022·青島模擬)電導(dǎo)率是檢驗(yàn)純凈水是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo)，電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)。若合格純凈水的電導(dǎo)率σ≤2μS/cm，為方便檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)小組把電導(dǎo)率換算為電阻率，即合格標(biāo)準(zhǔn)為電阻率ρ≥5×103Ω·m。為測(cè)量該純凈水的電阻，將水樣裝入一絕緣性能良好的圓柱形塑料容器內(nèi)，容器兩端用圓片狀金屬電極密封。測(cè)得該容器兩電極間長(zhǎng)度為5.0cm，圓柱內(nèi)徑圓面積為1.0cm2。除待測(cè)水樣Rx外，實(shí)驗(yàn)室還提供如下器材。A．電流表A1(量程0～1mA，內(nèi)阻為15Ω)B．電流表A2(量程0～300μA，內(nèi)阻約為100Ω)C．電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻為5kΩ)D．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為20kΩ)E．滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～20Ω，允許通過(guò)的最大電流為2A)F．滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～1kΩ，允許通過(guò)的最大電流為0.5A)G．定值電阻R3＝5kΩH．電源E(電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻r約2Ω)I．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干(1)由于不知道容器內(nèi)水樣的電阻，該小組采用試觸法確定電路的連接方式，如圖甲，將電壓表的不固定接頭分別與b、c接觸，觀察電壓表和電流表指針偏轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)變化明顯，電壓表指針偏轉(zhuǎn)幾乎不變，則應(yīng)將電壓表接頭接在________(選填“b”或“c”)點(diǎn)。同時(shí)根據(jù)電表示數(shù)粗略估算水樣電阻Rx約為30kΩ。cRx≈

=2.5×104Ω(2)為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，并且盡量精確測(cè)量水樣電阻Rx，請(qǐng)?jiān)趫D乙的方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明所選用器材。(3)將實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的多組電壓表和電流表的示數(shù)，在U-I坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到圖線如圖丙，根據(jù)圖線可得水樣的阻值Rx＝________________Ω(保留2位有效數(shù)字)。(4)根據(jù)題中有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你判斷該水樣是否合格？________(選填“是”或“否”)。乙A.電流表A1(量程0～1mA，內(nèi)阻為15Ω)B.電流表A2(量程0～300μA，內(nèi)阻約為100Ω)C.電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻為5kΩ)D.電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為20kΩ)E.滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～20Ω，

允許通過(guò)的最大電流為2A)F.滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～1kΩ，

允許通過(guò)的最大電流為0.5A)G.定值電阻R3＝5kΩH.電源E(電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻r約2Ω)

I.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干2.5×104否[例3]

(2022·沈陽(yáng)模擬)某同學(xué)為測(cè)量電阻絲的電阻率ρ，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，電路中ab是一段電阻率較大、粗細(xì)均勻的電阻絲，保護(hù)電阻R0＝4.0Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3.0V，電流表內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑片P與電阻絲始終接觸良好。(1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑如圖乙所示，其示數(shù)為d＝________mm。0.400(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，分別測(cè)量出每次實(shí)驗(yàn)中aP長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電流值I，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。1.1×10－6

1.3例4

有一根均勻的管線狀導(dǎo)體，橫截面如圖甲所示，長(zhǎng)約為5.0cm，電阻值約為6Ω.可供選擇的器材有：A.電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω)B.電流表(量程3A，內(nèi)阻約為0.03Ω)C.電壓表(量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ)D.滑動(dòng)變阻器(1750Ω，0.3A)E.滑動(dòng)變阻器(15Ω，3A)F.蓄電池(6V，內(nèi)阻很小)G.開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干(1)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量管線狀導(dǎo)體的長(zhǎng)度如圖乙所示，則管線狀導(dǎo)體的長(zhǎng)度L＝________

cm.(2)要精確測(cè)量管線樣品的阻值，電流表應(yīng)選____，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____.(填選項(xiàng)前的字母)(3)請(qǐng)將如圖3所示的實(shí)際測(cè)量電路補(bǔ)充完整.5.01AE(4)已知管線狀導(dǎo)體材料的電阻率為ρ，通過(guò)測(cè)量得出電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，外徑為d，要想求得管線狀導(dǎo)體內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的橫截面積S，在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還需要測(cè)量的物理量是

__________，計(jì)算中空部分橫截面積的表達(dá)式為S＝________.導(dǎo)體長(zhǎng)度L管線狀例5.(2021·廣東廣州市綜合測(cè)試)“測(cè)定銅導(dǎo)線的電阻率”實(shí)驗(yàn)中可供選用的器材有：A.橫截面積為1.0mm2、長(zhǎng)度為100m的一捆銅導(dǎo)線(電阻Rx約2Ω)B.電流表G：內(nèi)阻Rg＝100Ω，滿(mǎn)偏電流Ig＝3mAC.電流表A：量程0.6A，內(nèi)阻約1ΩD.滑動(dòng)變阻器R：最大阻值5ΩE.定值電阻：R0＝3Ω，R1＝900Ω，R2＝1000ΩF.電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)G.開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：(1)把電流表G與定值電阻改裝成量程為3V的電壓表，則定值電阻應(yīng)選____(填“R1”或“R2”).R1解析需要串聯(lián)的定值電阻阻值R＝

－Rg＝900Ω，所以應(yīng)選R1.(2)為了盡可能獲取多組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選圖4四幅中的___，電路中R0的作用是_____________________________.甲圖4增大電流表G的讀數(shù)以減小誤差解析電流表應(yīng)采用外接法；為了盡可能獲取多組數(shù)據(jù)，應(yīng)采用分壓電路，故選甲電路.R0的作用是增大電流表G的讀數(shù)以減小誤差.(3)根據(jù)正確的電路圖，在圖5中完成實(shí)物圖的連接(已正確連接了部分導(dǎo)線).圖5答案

見(jiàn)解析圖解析根據(jù)電路圖，實(shí)物連接如圖.(4)某次測(cè)量中，電流表G的讀數(shù)為2.40mA時(shí)，電流表A的讀數(shù)為0.50A，由此求得銅導(dǎo)線的電阻率為_(kāi)_________Ω·m.(保留兩位有效數(shù)字)1.8×10－8例6

(2021·浙江學(xué)軍中學(xué)模擬)某物理實(shí)驗(yàn)興趣小組測(cè)定自制鹽水的電阻率，在一無(wú)蓋的長(zhǎng)方體玻璃槽中裝入一定量的鹽水，玻璃槽內(nèi)腔的長(zhǎng)度為40.10cm，寬度為4.52cm.(1)某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在槽中倒入適量的鹽水，水面的高度為4.50cm，