恒定電流第八章實(shí)驗(yàn)八測定金屬的電阻率欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧02考點(diǎn)各個(gè)擊破03配套訓(xùn)練知識梳理回顧12．電路連接按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路．3．長度測量用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值l.4．U、I測量把滑動變阻器的滑動片調(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)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)．5．?dāng)嚅_開關(guān)S，拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材．六、注意事項(xiàng)1．本實(shí)驗(yàn)中被測金屬導(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)、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端．3．測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測導(dǎo)線長度．測量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測量三次，再求其平均值．4．測金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測量，再求其平均值．七、誤差分析1．金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得的，直徑的測量是誤差的主要來源之一．2．采用伏安法測量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實(shí)值，電阻率的測量值偏?。?．金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等也會帶來偶然誤差．4．金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差．八、基本測量工具及其使用大綱要求：會正確使用儀器，會準(zhǔn)確讀數(shù)，會記錄測量結(jié)果，知道儀器的結(jié)構(gòu)，知道儀器使用的注意事項(xiàng)等．1．游標(biāo)卡尺(如圖所示)10分度的游標(biāo)卡尺：游標(biāo)上相鄰2個(gè)刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間的距離小0.1mm.讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出0.1mm位的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，0.1mm位就讀幾，其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.1mm.同理，20分度的游標(biāo)卡尺，其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05mm；50分度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)準(zhǔn)確到0.02mm.讀數(shù)方法相同．測量值＝整數(shù)部分＋n×精確度n為游標(biāo)卡尺上第n條刻度線與主尺刻度線對齊．注意：(1)主尺上的讀數(shù)應(yīng)以游標(biāo)的0刻度左端上方主尺的刻度為準(zhǔn)；(2)看清游標(biāo)的精確度；(3)游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對齊來讀數(shù)的，所以都不再往下估讀1位．誤差：測量值與真實(shí)值之間的差異．分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差．誤差只能減小，不能避免．減小誤差的方法：采用更精密的測量儀器、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法可以減小系統(tǒng)誤差；多次測量取平均值可以減小偶然誤差．例1

讀出如圖所示的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)．(1)10分度游標(biāo)卡尺(圖甲)．(2)20分度游標(biāo)卡尺(圖乙)．甲乙

2．螺旋測微器(1)螺旋測微器的構(gòu)造如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．(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)1周，P前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度H上的刻度為50等分，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進(jìn)或后退0.01mm，即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此螺旋測微器又叫千分尺．(3)讀數(shù)：測量時(shí)被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出．測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm，注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度(估讀1位)×0.01(mm)．【答案】(1)2.98cm

(2)6.165cm注意：(1)看半刻度是否露出；(2)可動刻度要估讀．例2

讀出如圖所示的螺旋測微器測量的讀數(shù)．【答案】(1)0.642mm

(2)10.296mm

(1)

(2)

例3

如圖所示是電壓表的刻度盤．若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0～3V量程，那么電壓表的讀數(shù)為多少？若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0～15V量程，那么電壓表的讀數(shù)又為多少？【答案】1.15V(1.14～1.17V)

5.7V(5.6～5.8V)例4

如圖所示是某電阻箱示意圖．試讀出如圖電阻箱的阻值．【答案】84580.2Ω考點(diǎn)各個(gè)擊破2考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇與電路設(shè)計(jì)(2)安全性原則．通過電源、電表、滑動變阻器、用電器的電流不能超過其允許的最大電流．(3)便于操作原則．選擇控制電路時(shí)，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，又要注意便于操作．2．實(shí)驗(yàn)電路的選擇(1)測量電路——電流表內(nèi)接法、外接法的選?、匐娐返膶Ρ?2)控制電路——滑動變阻器限流式、分壓式接法①兩種接法比較由上表可以看出，滑動變阻器的分壓式接法中，電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍大；限流式接法較節(jié)能．a(chǎn)．若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法．b．若待測電阻的阻值比滑動變阻器的總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測電阻上的電流或電壓變化不明顯，此時(shí)應(yīng)改用分壓電路．c．若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法．d．兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛唵危哪艿停蹆煞N接法的適用條件a．限流式接法適合測量阻值小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不大或比滑動變阻器的總電阻還小)．b．分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)．c．如果R很小，限流式接法中滑動變阻器分得的電壓較大，調(diào)節(jié)范圍也比較大；R很大時(shí)，分壓式接法中R幾乎不影響電壓的分配，滑片移動時(shí)，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)．3．實(shí)物圖的連線方法(1)無論是分壓式接法還是限流式接法，都應(yīng)該先把測量電路(伏安法部分)接好．(2)對限流電路，只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開始把電源、開關(guān)、滑動變阻器、伏安法部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正、負(fù)接線柱并選擇正確的量程，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)調(diào)到阻值最大處)．(3)對分壓電路，應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲3部分連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點(diǎn)的電勢高低，根據(jù)伏安法部分電表正、負(fù)接線柱的分布，將伏安法部分接入這兩點(diǎn)間．(4)連線時(shí)一定要依照電路原理圖．例5

(2018年重慶二模)某同學(xué)用圖甲所示電路測量一段金屬絲的電阻率，待測金屬絲粗細(xì)均勻，阻值約為100Ω，備選器材如下：A．量程為5mA、內(nèi)阻r1＝50Ω的電流表B．量程為0.6A、內(nèi)阻r2＝0.2Ω的電流表C．量程為6V、內(nèi)阻r3約為15kΩ的電壓表D．最大阻值為15Ω、最大允許電流為2A的滑動變阻器E．定值電阻R1＝5ΩF．定值電阻R2＝500ΩG．電動勢E＝6V，內(nèi)阻很小的直流電源H．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干I．螺旋測微器、刻度尺(1)該同學(xué)用螺旋測微器測待測金屬絲的直徑如圖乙所示，則螺旋測微器的示數(shù)D＝__________mm；(2)為了能盡可能精確地測量該金屬絲的電阻，電流表應(yīng)選用__________(填“A”或“B”)，定值電阻應(yīng)選用__________(填“E”或“F”)；(3)電壓表的示數(shù)記為U，所選用電流表的示數(shù)記為I，則該金屬絲的電阻的表達(dá)式Rx＝__________；若用刻度尺測得待測金屬絲的長度為L，則其電阻率的表達(dá)式為ρ＝__________(表達(dá)式中所用到的阻值必須用對應(yīng)的電阻符號表示，不得直接用數(shù)值表示)．練習(xí)(2019年西安一模)利用如圖甲所示的電路測量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為7.5Ω，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度．可供選擇的器材還有：電池組E(電動勢為1.5V，內(nèi)阻約1Ω)；電流表A1(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)；電流表A2(量程0～100mA，內(nèi)阻約5Ω)；電阻箱R(0～999.9Ω)；開關(guān)、導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A．用螺旋測微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測量電阻絲的直徑．B．將選用的實(shí)驗(yàn)器材，按照圖甲連接實(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度L.F．?dāng)嚅_開關(guān)，整理好器材．(1)某次測量電阻絲直徑d時(shí)，螺旋測微器示數(shù)如圖乙所示，則d＝______mm；(2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇___________(填“A1”或“A2”)；(3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對應(yīng)的