實(shí)驗(yàn)七測(cè)定金屬的電阻率第一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日【預(yù)備知識(shí)】1．螺旋測(cè)微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù)(1)螺旋測(cè)微器的構(gòu)造如圖實(shí)Ⅶ－1所示是常用的螺旋測(cè)微器．它的測(cè)砧A和固定刻度S固定在尺架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S上．抓綱扣本·落實(shí)基礎(chǔ)第二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(2)螺旋測(cè)微器的原理測(cè)微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退0.5mm，而可動(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0.01mm.即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺．(3)讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整數(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)(注意半毫米刻線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)．第四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日如圖實(shí)Ⅶ－2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.2．游標(biāo)卡尺(如圖實(shí)Ⅶ－3)(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測(cè)量爪)，游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘．第五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(2)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見(jiàn)下表：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)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm第七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(4)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)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.第八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日3．伏安法測(cè)電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較第九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日③實(shí)驗(yàn)試探法：按圖實(shí)Ⅶ－4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，則采用電流表內(nèi)接法．第十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．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．會(huì)用伏安法測(cè)電阻，并能測(cè)定金屬的電阻率．第十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)器材】毫米刻度尺，螺旋測(cè)微器，直流電流表和直流電壓表，滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～50Ω)，電池組，開(kāi)關(guān)，被測(cè)金屬絲，導(dǎo)線若干．【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】一、實(shí)驗(yàn)步驟1．求導(dǎo)線橫截面積S，在準(zhǔn)備好的金屬絲上三個(gè)不同位置用螺旋測(cè)微器各測(cè)一次直徑，求出其平均值d,S＝.2．按圖實(shí)Ⅶ－5所示電路圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路．第十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日3．用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量3次，求出其平均值l.4．把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S.改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，求出導(dǎo)線電阻Rx的平均值．5．整理儀器．第十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日【注意事項(xiàng)】1．為了方便，測(cè)量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前進(jìn)行，為了準(zhǔn)確測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度，應(yīng)該在連入電路之后在拉直的情況下進(jìn)行．2．本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小，故須采用電流表外接法．3．電流不宜太大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大．第十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日剖題探法·突破考點(diǎn)考點(diǎn)一螺旋測(cè)微器的讀數(shù)、儀器選擇及電路的設(shè)計(jì)第十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日電源：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(kāi)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)如圖實(shí)Ⅶ－6所示，讀數(shù)為_(kāi)_______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．第二十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日［例2］(2012·北京理綜)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)果如圖實(shí)Ⅶ－7所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)_______mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)．考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)原理的理解、數(shù)據(jù)處理及誤差分析第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(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(kāi)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第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖實(shí)Ⅶ－8中的________圖(選填“甲”或“乙”)．第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(3)圖實(shí)Ⅶ－9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)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖實(shí)Ⅶ－10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D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)．第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(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·m

B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．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(shuō)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．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差第三十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日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圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差[解析]

(1)千分尺讀數(shù)：固定刻度值＋旋轉(zhuǎn)刻度格數(shù)×0.01mm＝0＋39.7×0.01mm＝0.397mm.(2)由記錄數(shù)據(jù)知，Rx約為5Ω，若采用乙圖限流電路，則當(dāng)U＝0.10V，I＝0.020A時(shí)，滑動(dòng)變阻器須串入的電阻約為144Ω，大于滑動(dòng)變阻器的最大值20Ω，所以實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器R應(yīng)采用分壓式連接，故他們采用甲圖電路．第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(6)系統(tǒng)誤差是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法不完善、測(cè)量工具不精密等因素造成的誤差．偶然誤差是人為、環(huán)境等偶然因素造成的誤差．故讀數(shù)引起的誤差屬偶然誤差，而電表的內(nèi)阻引起的誤差是系統(tǒng)誤差，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；把電表內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，完善了實(shí)驗(yàn)方案，可消除這一因素引起的系統(tǒng)誤差，C選項(xiàng)正確；用多次測(cè)量求平均值的方法，可減小偶然誤差，D選項(xiàng)正確．[答案]

(1)0.397(0.395～0.399均正確)

(2)甲(3)如圖(a)所示(4)如圖(b)所示4.5(4.3～4.7均對(duì))

(5)C

(6)CD第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日1．某同學(xué)在測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ時(shí)：(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖實(shí)Ⅶ－11甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm.達(dá)標(biāo)訓(xùn)練·技能過(guò)關(guān)第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為_(kāi)_______mm.(3)用電壓表和電流表分別測(cè)量其兩端的電壓和流過(guò)其中的電流如圖丙、丁所示，由圖可知電壓為_(kāi)_______V，電流為_(kāi)_______A.答案

(1)5.015

(2)4.700

(3)2.15

0.44第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日2．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)采用如圖實(shí)Ⅶ－12所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻．電阻的測(cè)量值比真實(shí)值________(填“偏大”或“偏小”)．最后由公式ρ＝________計(jì)算出金屬絲的電阻率(用直接測(cè)量的物理量表示)．第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(2)請(qǐng)你根據(jù)圖實(shí)Ⅶ－12所示的電路圖在圖實(shí)Ⅶ－13中進(jìn)行實(shí)物連線．(電流表選0.6A量程，電壓表選3V量程)第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日3．(2013·武漢調(diào)研)某同學(xué)測(cè)量阻值約為25kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：A．電流表(量程100μA,內(nèi)阻約2kΩ)；B．電流表(量程500μA,內(nèi)阻約300Ω)；C．電壓表(量程15V,內(nèi)阻約100kΩ)；D．電壓表(量程50V,內(nèi)阻約500kΩ)；E．直流電源(20V,允許最大電流1A)；F．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1kΩ，額定功率1W)；G．電鍵和導(dǎo)線若干．電流表應(yīng)選____________，電壓表應(yīng)選____________．(填字母代號(hào))第四十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路(如圖實(shí)Ⅶ－14)，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問(wèn)題：①__________________________________________；②__________________________________________.第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日答案

B

C①電流表應(yīng)采用內(nèi)接的方法②滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(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(guò)程，計(jì)算RN讀數(shù)的________，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值．第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日5．(2013·西安五校模擬)有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，長(zhǎng)約為60cm，電阻大約為6Ω，橫截面如圖實(shí)Ⅶ－16甲所示．第四十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖乙所示，金屬管線的外徑為_(kāi)_______mm.(2)現(xiàn)有如下器材：A．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)B．電流表(量程3A，內(nèi)阻約0.03Ω)C．電壓表(量程3