實驗測定金屬的電阻率第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六一、實驗?zāi)康?．掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法．2．掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法．3．會用伏安法測電阻，進一步測定金屬的電阻率．第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六三、實驗器材

毫米刻度尺，螺旋測微器，直流電流表和直流電壓表，滑動變阻器(阻值范圍0～50Ω)，電池組，開關(guān)，被測金屬絲，導(dǎo)線若干．第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六四、螺旋測微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù)1．螺旋測微器的構(gòu)造 如下圖所示是常用的螺旋測微器．它的測砧A和固定刻度S固定在尺架F上．旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和可動刻度H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上．第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六2．螺旋測微器的原理 測微螺桿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前進或后退0.5mm，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進或后退0.01mm.即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺．第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六3．讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出．測量值(毫米)＝固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)

如圖所示，固定刻度示數(shù)為 2.0mm，不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：

2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六五、游標(biāo)卡尺1．構(gòu)造：如下圖所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)，游標(biāo)尺上還有一個深度尺，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．第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六3．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)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六4.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10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六<<<<六、伏安法測電阻1．電流表的內(nèi)接法和外接法的比較第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(3)實驗試探法：按圖所示接好電路，讓電壓表的一根接線柱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13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六3．按照原理圖(如圖所示)連好用伏安法測電阻的實驗電路．第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六4．把滑動變阻器調(diào)到接入電路中的電阻值最大的位置，檢查無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流值和電壓值記錄在表格中，斷開S，求出導(dǎo)線電阻Rx的平均值．5．整理儀器．第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六九、注意事項1．螺旋測微器的使用

(1)測量前須校對零點：先使測砧A與測微螺桿P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，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)，直到完全重合為止．

(2)測量時，當(dāng)測微螺桿P將要接觸被測物體時，要停止使用旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K′，以避免P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(zhǔn)確．當(dāng)聽到“咔、咔…”聲后，停止轉(zhuǎn)動，即可讀數(shù)．第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(3)螺旋測微器應(yīng)估讀一位，即以mm作單位，應(yīng)讀到小數(shù)點后面第三位．(4)為防止讀出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯，可在讀數(shù)前估計大概讀數(shù)值，若發(fā)現(xiàn)最后讀數(shù)與開始估計數(shù)值相差較大，立即檢查出錯原因，如半毫米刻線是否露出．第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六2．測定金屬的電阻率

(1)為了方便，測量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前進行，為了準(zhǔn)確測量金屬絲的長度，應(yīng)該在連入電路之后在拉直的情況下進行，測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點之間的長度．

(2)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，故須采用電流表外接法．

(3)開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的阻值要調(diào)至最大．(4)電流不宜太大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜太長，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大．(5)實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動變阻器連成干路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端．第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六十一、實驗改進

在本實驗中，由于電表內(nèi)電阻的影響，從而使金屬導(dǎo)線電阻測量值偏小，可以改進實驗電路，消除由于電表內(nèi)阻的影響而帶來的實驗誤差．1．等效替換法 連接電路如下圖所示，R為電阻箱，Rx為待測電阻，通過調(diào)節(jié)電阻箱R，使單刀雙擲開關(guān)S分別接1和2時，電流表中的電流示數(shù)相同，則表明Rx＝R，即可測出Rx.第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六2．附加電阻法 連接電路如圖所示，R1為一阻值較大的固定電阻，Rx為待測電阻．第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六 (2013·安徽理綜，21Ⅱ)(1)在測定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時的讀數(shù)為________mm，合金絲的直徑為________mm.儀器的讀數(shù)

0.0070.638第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(2)為了精確測量合金絲的電阻Rx，設(shè)計出如圖甲所示的實驗電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實物電路連接．第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六【解析】

(1)螺旋測微器讀數(shù)：較零時讀數(shù)：0＋0.7×0.01mm＝0.007mm，測量時讀數(shù)：0.5mm＋14.5×0.01mm＝0.645mm，則合金絲的直徑為(0.645mm－0.007mm)＝0.638mm.

(2)實物電路連接如圖所示．第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六 (2012·北京理綜，21)在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm.(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)應(yīng)為______________mm.(該值接近多次測量的平均值)

實驗數(shù)據(jù)的處理

0.398甲第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為：電池組(電動勢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，進行實驗測量，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27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用圖乙中的_____圖．(選填“A”或“B”)乙A第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(3)圖丙是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據(jù)(2)所選的電路圖，補充完成圖丙中實物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．丙第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(4)這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖丁所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點．請在圖丁中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝____Ω.(保留2位有效數(shù)字)4.4丁第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_________．(填選項前的符號)A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·mC第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(6)任何實驗測量都存在誤差．本實驗所用測量儀器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項是____________．(有多個正確選項) (

)A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，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C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(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CD第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(3)實物連圖時要注意：開關(guān)閉合前，滑動變阻器應(yīng)處于零阻值處，以使待測電阻的分壓最小；應(yīng)保證開關(guān)能控制整個電路的通斷；電流從電壓表和電流表正極流入．第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(4)在坐標(biāo)系中描出2、4、6次測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的點，然后連線．由于第6個數(shù)據(jù)描點偏差太大，舍棄不用；圖線的斜率即為Rx的阻值，由圖象可知，Rx＝4.4Ω.第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六

有一根圓臺狀勻質(zhì)合金棒如圖甲所示，某同學(xué)猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率ρ、長度L和兩底面直徑d、D有關(guān)．他進行了如下實驗：實驗創(chuàng)新設(shè)計

甲乙第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六丙第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(1)用游標(biāo)卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度L.圖乙中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有20個等分刻度)的讀數(shù)L＝_________cm.(2)測量該合金棒電阻的實物電路如圖丙所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)．該合金棒的電阻約為幾個歐姆．圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是________．(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示)9.940⑥(3)改正電路后，通過實驗測得合金棒的電阻R＝6.72Ω，根據(jù)電阻定律計算電阻率為ρ、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd＝13.3Ω、RD＝3.38Ω.他發(fā)現(xiàn)：在誤差允許范圍內(nèi)，電阻R滿足R2＝Rd·RD，由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R＝________________．(用ρ、L、d、D表示)第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六【解析】

(1)首先確定游標(biāo)卡尺的精度為20分度，即為0.05mm，然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù)99.00mm，注意小數(shù)點后的有效數(shù)字要與精度一樣，再從游標(biāo)尺上找出對的最齊一根刻線，精度×格數(shù)＝0.05×8mm＝0.40mm，最后兩者相加，根據(jù)題目單位要求換算為需要的數(shù)據(jù)，99.00mm＋0.40mm＝99.40mm＝9.940cm.(2)本實驗為測定一個幾歐姆的電阻，在用伏安法測量其兩端的電壓和通過電阻的電流時，因為安培表的內(nèi)阻較小，為了減小誤差，應(yīng)用安培表外接法，⑥線的連接使用的是安培表內(nèi)接法．

第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六1．“測定金屬的電阻率”的實驗中，以下操作中錯誤的是(

)A．用米尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測電阻時采用電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值D．實驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變AC第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六2．(2014·河南適應(yīng)性測試)現(xiàn)要測量一待測電阻R1的阻值，所用器材如下：標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程250mA，內(nèi)阻r1＝5Ω)；電流表A2(量程300mA，內(nèi)阻r2約為5Ω)；待測電阻R1(阻值約為100Ω)；滑動變阻器R2(最大阻值10Ω)；電源E(電動勢約為6V，內(nèi)阻r約為1Ω)；單刀單擲開關(guān)，導(dǎo)線若干．(1)要求方法簡捷，并能測量多組數(shù)據(jù)，畫出實驗電路原理圖，并標(biāo)明每個器材的代號．(2)實驗中，需要直接測量的物理量是___________________，用測得的量表示待測電阻R1的阻值R1＝________．兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六3．某同學(xué)做“測定金屬電阻率”的實驗．(1)需要通過實驗直接測量的物理量有：(寫出名稱和符號)_____________________________________________________________________________________．(2)這位同學(xué)在一次測量時，電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示．由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計算出金屬絲的電阻為________Ω.加在金屬絲兩端的電壓U，通過金屬絲的電流I，金屬絲的長度l，金屬絲的直徑d5.22第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六4．(2014·上海松江質(zhì)檢)“探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系”的實驗電路如圖所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲．第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六現(xiàn)有四根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲，其規(guī)格如下表所示.編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.80.8B鎳鉻合金0.50.5C鎳鉻合金0.30.5D鎳鉻合金0.31.0E康銅合金0.30.5F康銅合金0.80.8第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六(1)電路中四種金屬絲應(yīng)分別選用上表中的_______(用編號表示)．(2)某學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)分析歸納出：電路圖中四種金屬絲的電阻R與長度l、橫截面積S的關(guān)系可用比例式R∝來表示，你認(rèn)為是否正確，為什么？(3)在交流合作時，有位同學(xué)提出用如下圖所示的電路，只要將圖中P端分別和1、2、3、4相接，讀出電流，利用電流跟電阻成反比的關(guān)系，也能探究出導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，請你對其作出評價．BCDE不正確，因為它們的材料不完全相同．不能探究出．①實驗過程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓相等；②電流表的內(nèi)阻與金屬絲相比不能忽略，對實驗影響較大．第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六5．(2012·山東理綜，21(2))在測量金屬絲電阻率的實驗中，可供選用的器材如下：待測金屬絲：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(電動勢3V，內(nèi)阻不計)；E2(電動勢12V，內(nèi)阻不計)；滑動變阻器：R(最大阻值約20Ω)；螺旋測微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線．①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________mm.②若滑動變阻器采用限流接法，為使測量盡量精確，電流表應(yīng)選________，電源應(yīng)選________(均填器材代號)，完成電路原理圖．1.773A1E1第48頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六第49頁，共53頁，2023年，2月20日，星期六6．(2013·北京理綜，21)某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻