PAGE1§11-3實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)2金屬絲電阻率的測(cè)量一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)原理和方法.2.了解伏安法測(cè)電阻的思路及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法．二、學(xué)習(xí)過(guò)程【知識(shí)點(diǎn)】1．實(shí)驗(yàn)原理(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R(R＝eq\f(U,I))。電路原理圖如圖所示。(2)用毫米刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝eq\f(πd2,4))。(3)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)＝eq\f(πd2U,4lI)，求出電阻率。2．實(shí)驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線、被測(cè)金屬絲、電池、滑動(dòng)變阻器。3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)直徑：用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，并記錄。(2)連電路：按如圖所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路。(3)電阻絲有效長(zhǎng)度的測(cè)量：電阻絲長(zhǎng)度的測(cè)量工具應(yīng)選用刻度尺。需要注意，在測(cè)量電阻絲的長(zhǎng)度時(shí)，測(cè)量的并不是電阻絲的總長(zhǎng)度，而是接入電路的有效長(zhǎng)度l。反復(fù)測(cè)量多次，得到有效長(zhǎng)度的平均值。(4)電阻的測(cè)量：按實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路。改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀取多組電壓、電流值，通過(guò)U－I圖像求得電阻R。4．?dāng)?shù)據(jù)處理電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計(jì)算法：利用每次測(cè)量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果。(2)圖像法：可建立I－U坐標(biāo)系，將測(cè)量的U、I值描點(diǎn)作出圖像，利用圖像的斜率的倒數(shù)來(lái)求出電阻值R。5．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)因一般金屬絲電阻較小，為了減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表外接法。(2)本實(shí)驗(yàn)若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大狀態(tài)。(3)測(cè)量l時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度，且金屬絲伸直)；在金屬絲的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑d。(4)電流不宜過(guò)大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免電阻率因溫度升高而變化。三、典例（一）實(shí)驗(yàn)原理和操作例題1、一導(dǎo)電材料細(xì)而均勻，截面為圓柱體，電阻約為1kΩ，某同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻Rx，現(xiàn)有的器材及代號(hào)和規(guī)格如下：A．電流表A（量程0~3mA，內(nèi)阻約30Ω）B．電壓表A（量程0~3V，內(nèi)阻約5kΩ）C．滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0~15Ω，允許通過(guò)的最大電流2A）D．滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0~15kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5A）E.直流電源E：（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)）F.待測(cè)圓柱體電阻RG.開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)得該樣品的長(zhǎng)度如圖所示，其示數(shù)L=________cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外直徑如圖所示，其示數(shù)d=________mm；（2）該選用的滑動(dòng)變阻器為_(kāi)_______（只填器材的字母代號(hào)）；（3）為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求便于調(diào)節(jié)且測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在框中畫(huà)出測(cè)量的的實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選擇器材的符號(hào)______；（4）如果實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，并測(cè)出該棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，則該材料的電阻率為ρ=____（用測(cè)出的物理量符號(hào)表示）。【答案】10.0404.700C【詳解】(1)[1]該樣品的長(zhǎng)度為[2]外直徑為(2)[3]為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求便于調(diào)節(jié)且測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故選阻值較小的C便于調(diào)節(jié)。(3)[4]待測(cè)電阻阻值較大，電流表采用內(nèi)接法，故電路如圖所示(4)[5]待測(cè)電阻的測(cè)量值為由電阻定律可得聯(lián)立可得（二）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例題2、某學(xué)校課題研究小組為了撰寫(xiě)關(guān)于未知材料電阻率的研究報(bào)告，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量電阻率（被測(cè)電阻絲的阻值約為25Ω）的實(shí)驗(yàn)方案，可提供的器材有：A．電流表G，內(nèi)阻，滿(mǎn)偏電流B．電流表A，內(nèi)阻約為0.2Ω，量程為0~0.6AC．電阻箱（0~9999Ω，額定電流為0.5A）D．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為5Ω，額定電流為1A）E.干電池組（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.05Ω）F.一個(gè)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，刻度尺、螺旋測(cè)微器。進(jìn)行了以下操作：（1）把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成電壓表使用，最大測(cè)量電壓為3V，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為_(kāi)___________Ω（2）請(qǐng)用改造完的電壓表設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電阻率的實(shí)驗(yàn)電路，根據(jù)提供的器材和實(shí)驗(yàn)需要，請(qǐng)將圖中電路圖補(bǔ)畫(huà)完整__________；（3）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)12345670.100.300.701.001.501.702.300.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立、I坐標(biāo)系，如圖所示，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)，并描繪出圖線__________。由圖線得到金屬絲的阻值。同學(xué)們測(cè)出金屬絲直徑約為1.0，接入電路部分的長(zhǎng)度約為50.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出該未知材料的電阻率約為_(kāi)__________。（，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】880Ω見(jiàn)解析【詳解】（1）[1]根據(jù)歐姆定律得（2）[2]為得到較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，滑動(dòng)變阻器用分壓式接法；由于待測(cè)電阻的電阻值較小，電流表采用外接法，如圖所示：（3）[3]描點(diǎn)作圖[4]根據(jù)電路可知且結(jié)合圖像解得（三）實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新例題3、國(guó)標(biāo)(GB/T)規(guī)定自來(lái)水在15℃時(shí)電阻率應(yīng)大于13Ω·m。某同學(xué)利用圖甲電路測(cè)量15℃自來(lái)水的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上加有閥門(mén)K以控制管內(nèi)自來(lái)水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞(活塞電阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材還有：電源(電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻可忽略)；電壓表V1(量程為3V，內(nèi)阻很大)；電壓表V2(量程為3V，內(nèi)阻很大)；定值電阻R1(阻值4kΩ)；定值電阻R2(阻值2kΩ)；電阻箱R(最大阻值9999Ω)；單刀雙擲開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線若干；游標(biāo)卡尺；刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑d；B．向玻璃管內(nèi)注滿(mǎn)自來(lái)水，并用刻度尺測(cè)量水柱長(zhǎng)度L；C．把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數(shù)；D．把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R；E．改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D，記錄每一次水柱長(zhǎng)度L和電阻箱阻值R；F．?dāng)嚅_(kāi)S，整理好器材。(1)測(cè)玻璃管內(nèi)徑d時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙，則d＝________mm；(2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻值Rx的表達(dá)式為：Rx＝________(用R1、R2、R表示)；(3)利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的R－eq\f(1,L)關(guān)系圖像。則自來(lái)水的電阻率ρ＝________Ω·m(保留2位有效數(shù)字)；(4)本實(shí)驗(yàn)中若電壓表V1內(nèi)阻不是很大，則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將________(選填“偏大”“不變”或“偏小”)?！敬鸢浮?1)30.00(2)eq\f(R1R2,R)(3)14(4)偏大【詳解】(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為3.0cm＝30mm，游標(biāo)尺上第0個(gè)刻度和主尺上刻度對(duì)齊，所以最終讀數(shù)為30.00mm，所以玻璃管內(nèi)徑d＝30.00mm；(2)設(shè)把S撥到1位置時(shí)，電壓表V1示數(shù)為U，則電路電流為：I＝eq\f(U,R1)總電壓E＝eq\f(U,R1)Rx＋U當(dāng)把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同也為U，則此時(shí)電路中的電流為I＝eq\f(U,R)總電壓E＝eq\f(U,R)R2＋U由于兩次總電壓等于電源電壓E，可得：eq\f(Rx,R1)＝eq\f(R2,R)解得：Rx＝eq\f(R1R2,R)；(3)從題圖丙中可知，R＝2×103Ω時(shí)，eq\f(1,L)＝5.0m－1，此時(shí)玻璃管內(nèi)水柱的電阻：Rx＝eq\f(R1R2,R)＝4000Ω水柱橫截面積：S＝π(eq\f(d,2))2由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)得：ρ＝eq\f(RxS,L)＝4000×3.14×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(30×10－3,2)))eq\s\up12(2)×5Ω·m≈14Ω·m；(4)若電壓表V1內(nèi)阻不是很大，則把S撥到1位置時(shí)，此時(shí)電路中實(shí)際電流大于I＝eq\f(U,R1)，根據(jù)E＝eq\f(U,R1)Rx＋U可知測(cè)量的Rx將偏大，因此自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將偏大?！?1-3實(shí)驗(yàn)2金屬絲電阻率的測(cè)量作業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：1．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻Rx約為5Ω。實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）B．電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ）C．電流表A1（量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）D．電流表A2（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）E.變阻器R1（0~100Ω，0.3A）F.變阻器R2（0~2000Ω，0.1A）G.電池E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω）H.開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選_________，電流表應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____________。（用器材前的字母表示即可）（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖中______（選填“a”或“b”）為該實(shí)驗(yàn)的電路圖?！敬鸢浮緼DEb【詳解】(1)[1]電源電動(dòng)勢(shì)為3V，要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，需要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，所以選用電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ），即A。[2][3]待測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻Rx約為5Ω，根據(jù)歐姆定律有即實(shí)驗(yàn)中通過(guò)電流表的最大電流為0.6A，選用電流表A2（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）即可。變阻器只能選R1（0~100Ω，0.3A）(2)[4]待測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻較小，需要采用電流表外接。故選b電路圖。2．在《測(cè)定金屬絲電阻率》的實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)出其長(zhǎng)度L、直徑d和電阻R。用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲直徑時(shí)讀數(shù)如圖A，則金屬絲的直徑為_(kāi)__________mm。若用B圖測(cè)金屬絲的電阻，可知電路采用了電流表___________（填“內(nèi)”或“外”）接法和滑動(dòng)變阻器的___________（填“分壓”或“限流”接法，實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果將比真實(shí)值___________（填“偏大”或“偏小”）。【答案】0.695~0.699（必須是3位有效數(shù)字）外限流偏小【詳解】[1]金屬絲的直徑為0.5mm+0.01mm×19.6=0.696mm。[2][3]若用B圖測(cè)金屬絲的電阻，可知電路采用了電流表外接法和滑動(dòng)變阻器的限流接法；[4]因電流表的測(cè)量值大于電阻上的時(shí)間電流，則根據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果將比真實(shí)值偏小。3．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻R約為5Ω，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表V1（量程0~3V，內(nèi)阻約為15kΩ）；B．電壓表V2（量程0~15V，內(nèi)阻約為75kΩ）；C．電流表A1（量程0~3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）；D．電流表A2（量程0~0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）；E.滑動(dòng)變阻器R1（0~10Ω，0.6A）；F.滑動(dòng)變阻器R2（0~2000Ω，0.1A）；G.電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3V）；H.開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選___________，電流表應(yīng)選___________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選___________（填器材前面的序號(hào)）。（2）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用如圖中___________（選填“甲”或“乙”）為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把如圖丙中的實(shí)物圖用線連接起來(lái)。___________（3）若用毫米刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度為60.00cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如下圖所示，則金屬絲的直徑為_(kāi)__________mm，電壓為_(kāi)__________V，電流為_(kāi)__________A。（4）由于實(shí)驗(yàn)電路造成的誤差，會(huì)使實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的ρ___________材料真實(shí)的ρ0（選填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】ADE乙見(jiàn)解析0.636（0.635—0.638）1.200.50小于【詳解】（1）[1]由于電源電壓為3V，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表選量程為3V的電壓表A；[2]由于待測(cè)電阻約5Ω，根據(jù)歐姆定律可知流過(guò)待測(cè)電阻的電流約為0.6A，因此電流表選D；[3]為了調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器選E。（2）[4][5]由于待測(cè)電阻的阻值較小，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，采用電流表外接法，故選圖乙，電路連接如圖所示。（3）[6]金屬絲的直徑[7]由于電壓表選用3V量程，讀數(shù)為1.20V；[8]由于電流表選用0.6A量程，讀數(shù)為0.50A。（4）[9]由于電流表采用外接法，電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，根據(jù)可知電阻率的測(cè)量值小于真實(shí)值。4．某校、兩個(gè)興趣小組想探究鹽水的電阻率，首先測(cè)量圓柱形空筆芯的內(nèi)徑，然后空筆芯裝入配置好的鹽水，并把它用兩導(dǎo)電活塞（活塞電阻可忽略）塞好，有一端活塞可以自由移動(dòng)，當(dāng)活塞移動(dòng)改變管內(nèi)鹽水柱長(zhǎng)度時(shí)，可用針管注射器配合增減筆芯內(nèi)鹽水，保證管內(nèi)沒(méi)有氣泡。（1）為了提高測(cè)量精度，測(cè)量圓柱形空筆芯的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該優(yōu)選以下哪種測(cè)量工具_(dá)__________。A．最小分度值的刻度尺B．能精確到的游標(biāo)卡尺C．能精確到的螺旋測(cè)微器（2）、兩個(gè)興趣小組分別利用實(shí)驗(yàn)電路圖甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①組方案主要步驟如下：a.閉合開(kāi)關(guān)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)扳到“1”位置，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表為某一適當(dāng)?shù)淖x數(shù)，測(cè)量并記下空筆芯里鹽水的長(zhǎng)度；b.保持不變，開(kāi)關(guān)扳到“2”位置，調(diào)節(jié)使得電流計(jì)讀數(shù)為_(kāi)__________時(shí)，的讀數(shù)即為長(zhǎng)度為的鹽水的阻值；c.改變筆芯管內(nèi)鹽水柱長(zhǎng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟a、b，記錄每一次鹽水柱長(zhǎng)度和電阻箱阻值，畫(huà)出的圖線如圖乙所示的___________（填“Ⅰ線”或“Ⅱ線”），根據(jù)測(cè)得的空筆芯內(nèi)徑和該圖像中標(biāo)注的有關(guān)字母，可得鹽水的電阻率的表達(dá)式為_(kāi)__________。②組方案主要步驟如下：a.閉合開(kāi)關(guān)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)扳到“1”位置，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表為某一適當(dāng)?shù)淖x數(shù)，測(cè)量并記下空筆芯里鹽水的長(zhǎng)度和電阻箱的讀數(shù)；b.開(kāi)關(guān)始終扳到“1”位置，改變筆芯管內(nèi)鹽水柱長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)使得電流計(jì)讀數(shù)為時(shí)，記錄每一次鹽水柱長(zhǎng)度和電阻箱阻值，畫(huà)出的圖線如圖乙另一條直線；c.該小組根據(jù)測(cè)得的空筆芯內(nèi)徑和該圖像中標(biāo)注的有關(guān)字母，可得鹽水的電阻率表達(dá)式為_(kāi)______。（3）因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)電流表不是理想電流表，對(duì)、兩組方案電阻率的測(cè)量結(jié)果________。A．僅組有影響B(tài)．僅組有影響C．兩組均有影響D．兩組均無(wú)影響【答案】BⅡ線D【詳解】（1）[1]盡管螺旋測(cè)微器是三個(gè)測(cè)量工具精度最高的，能精確到的游標(biāo)卡尺比刻度尺精度易高，但是因?yàn)橐獪y(cè)量筆芯內(nèi)徑，所以只能優(yōu)選游標(biāo)卡尺。（2）①[2]組方案采用了等效替代法測(cè)電阻的方法，保持不變，開(kāi)關(guān)扳到“2”位置，調(diào)節(jié)使得電流計(jì)讀數(shù)為時(shí)，的讀數(shù)即為長(zhǎng)度為的鹽水的阻值。[3]所測(cè)電阻與長(zhǎng)度成正比，所以畫(huà)出的圖線如圖乙所示的Ⅱ線。[4]根據(jù)可知斜率為得鹽水的電阻率的表達(dá)式為②[5]組方案采用補(bǔ)償法測(cè)電阻的方法，整個(gè)電路的總電阻保持不變可得由此可知斜率可得鹽水的電阻率表達(dá)式為（3）[6]由上面表達(dá)可知，兩種方案，電流表的內(nèi)阻不影響測(cè)量結(jié)果，所以選D。5．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)。已知電阻絲接入電路部分的長(zhǎng)度l約為50cm。（1）如圖甲所示，螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑___________mm。（2）用伏安法測(cè)金屬絲的電阻，實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約1）、電流表（內(nèi)阻約0.1）、電壓表（內(nèi)阻約3）、滑動(dòng)變阻器R（0~20，額定電流2A）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。如圖丙是測(cè)量的實(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置于變阻器的左端。請(qǐng)根據(jù)圖乙所示的電路圖，補(bǔ)充完成圖丙中實(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___________。（3）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同學(xué)們?cè)谧鴺?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(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出余下幾組測(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___________（保留兩位有效數(shù)字）。（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(kāi)__________（填選項(xiàng)前的符號(hào)）。A．B．C．D．（5）以上實(shí)驗(yàn)中，由于電流表和電壓表均非理想電表，會(huì)導(dǎo)致金屬絲電阻率的測(cè)量值與真實(shí)值相比___________。（選填“偏大”、“偏小”或“相等”）【答案】0.528圖見(jiàn)詳解4.5C偏小【詳解】(1)[1]螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑(2)[2]根據(jù)電路圖，連線如圖(3)[3]圖像為[4]由圖線得到金屬絲的阻值(4)[5]根據(jù)電阻定律得故選C。(5)[6]測(cè)電阻時(shí)使用的是電流表外接，因?yàn)殡妷罕淼姆至鲗?dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小，根據(jù)電阻定律可知電阻率偏小。合格考達(dá)標(biāo)練1.現(xiàn)有一合金制成的圓柱體,用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體的直徑,用游標(biāo)卡尺測(cè)量該圓柱體的長(zhǎng)度,螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖甲和圖乙所示,由圖甲讀得圓柱體的直徑為mm,由圖乙讀得圓柱體的長(zhǎng)度為cm。

答案2.7103.975解析由題圖所示可知,螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)為2.5mm,游標(biāo)尺示數(shù)為21.0×0.01mm=0.210mm,螺旋測(cè)微器示數(shù)為2.5mm+0.210mm=2.710mm;由題圖乙所示可知,游標(biāo)卡尺主尺示數(shù)為3.9cm=39mm,游標(biāo)尺示數(shù)為15×0.05mm=0.75mm,游標(biāo)卡尺示數(shù)為39mm+0.75mm=39.75mm=3.975cm。2.(山東濰坊一中月考)關(guān)于電流表和電壓表的讀數(shù):(1)如圖甲所示是學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的有兩個(gè)量程的電流表刻度盤(pán),當(dāng)用“-”和“0.6”兩接線柱時(shí),能測(cè)量的最大電流是A,對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格代表A,圖甲所示示數(shù)為A;當(dāng)使用電流表的“-”和“3”兩接線柱時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格代表A,圖甲所示示數(shù)為A。

(2)圖乙為學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的有兩個(gè)量程的電壓表刻度盤(pán),當(dāng)使用較小量程時(shí),測(cè)量電壓的最大值不得超過(guò)V,對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格表示V,圖乙所示示數(shù)為V;若使用的是較大量程時(shí),則對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格表示V,圖乙所示示數(shù)為V。

答案(1)0.60.020.340.11.70(2)30.12.200.511.0解析(1)電流表和電壓表的接線柱上的數(shù)字表示其量程。由圖甲知,當(dāng)使用電流表的“-”和“0.6”兩接線柱時(shí),能測(cè)量的最大電流是0.6A,對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格代表0.630A=0.02A,電流表示數(shù)為17×0.02A=0.34A;當(dāng)使用電流表的“-”和“3”兩接線柱時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格代表330A=0.1A,電流表示數(shù)為17.0×0.1A=1.(2)由圖乙知,電壓表的較小量程為0~3V,所以測(cè)量電壓的最大值不得超過(guò)3V,對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格表示330V=0.1V,電壓表示數(shù)為22.0×0.1V=2.20V;若使用的是較大量程時(shí),則對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上的每一小格表示1530V=0.5V,電壓表示數(shù)為22×0.5V=11.03.(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑時(shí),示數(shù)如圖甲所示,此示數(shù)為mm。

(2)一游標(biāo)卡尺的主尺最小分度為1mm,游標(biāo)上有10個(gè)小等分間隔,現(xiàn)用此卡尺來(lái)測(cè)量工件的直徑,如圖乙所示。該工件的直徑為mm。

答案(1)8.117(8.116~8.118均可)(2)29.8解析(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為8mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×11.7mm=0.117mm。所以最終讀數(shù)為:8mm+0.117mm=8.117mm,由于需要估讀因此在范圍8.116~8.118內(nèi)均正確。(2)游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為29mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.1×8=0.8mm,所以最終讀數(shù)為:29mm+0.8mm=29.8mm。4.某興趣小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量河水的電阻率,現(xiàn)備有一根均勻的長(zhǎng)玻璃管(兩端各有一個(gè)圓形電極,可裝入樣品水,接觸電阻不計(jì))、電壓表(量程12V、內(nèi)阻約為1000Ω)、電流表(量程100μA、內(nèi)阻約為5Ω)、滑動(dòng)變阻器(10Ω、1A)、電池組(電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻不計(jì))、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、待測(cè)樣品水(電阻約為200kΩ)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)如下圖所示,用游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品水的長(zhǎng)度L=mm,螺旋測(cè)微器測(cè)出直徑d=mm。

(2)為了精確測(cè)量,測(cè)量電路圖應(yīng)選。

答案(1)70.606.580(2)D解析(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品水的長(zhǎng)度L=70mm+0.05mm×12=70.60mm;螺旋測(cè)微器測(cè)出直徑d=6.5mm+0.01mm×8.0mm=6.580mm。(2)比較待測(cè)水樣的電阻、電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻可知,待測(cè)水樣的電阻遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻,則應(yīng)該采用電流表內(nèi)接;滑動(dòng)變阻器用分壓電路,則電路圖D合適。5.某同學(xué)需測(cè)量一個(gè)圓柱體工件的電阻率,該同學(xué)先用螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的直徑,游標(biāo)卡尺測(cè)量該圓柱體的長(zhǎng)度。(1)螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如上圖,則直徑為D=mm,圓柱體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=mm。

(2)為了測(cè)量出該金屬的電阻,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,請(qǐng)按設(shè)計(jì)的電路完成實(shí)物圖乙的連線。(3)如圖丙所示,實(shí)驗(yàn)中當(dāng)把電壓表的右端分別接于a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)有明顯的變化。若實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表的右端接于a點(diǎn),這時(shí)測(cè)得的電阻值比真實(shí)值偏(選填“大”或“小”)。

(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得工件兩端的電壓為U,通過(guò)的電流為I,寫(xiě)出該工件材料電阻率的表達(dá)式ρ=(用已測(cè)量的物理量相應(yīng)的字母表達(dá))。

答案(1)1.61038.35(2)(3)小(4)π解析(1)螺旋測(cè)微器示數(shù)為1.5mm+11.0×0.01mm=1.610mm游標(biāo)卡尺示數(shù)為38mm+7×0.05mm=38.35mm(2)根據(jù)圖示電路圖連接實(shí)物電路圖,實(shí)物電路圖如圖所示(3)若實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表的右端接于a點(diǎn),電壓表測(cè)量值等于真實(shí)值,而電流表測(cè)量值大于真實(shí)值,因此依據(jù)R=UI,(4)電阻:R=U由電阻定律可知:R=ρLS=ρ則電阻率為:ρ=π等級(jí)考提升練6.(山東濰坊聯(lián)考)有一待測(cè)的電阻器Rx,其阻值在40~45Ω。實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材有:電壓表V(量程0~10V,內(nèi)電阻20kΩ)電流表A1(量程0~50mA,內(nèi)電阻約20Ω)電流表A2(量程0~300mA,內(nèi)電阻約4Ω)滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為20Ω,額定電流為1A)滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為300Ω,額定電流為0.1A)直流電源(8V)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化,并多測(cè)出幾組電流值、電壓值,請(qǐng)選擇合適的器材畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖。(所用器材要用題目中給定的符號(hào)標(biāo)出)(2)用(1)中的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),測(cè)量值(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。

答案(1)如圖所示(2)小于解析(1)被測(cè)電阻經(jīng)過(guò)的最大電流約為I=840A=0.2A=200mA,故電流表選A2;實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化,并能多測(cè)出幾組電流值、電壓值,則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法;滑動(dòng)變阻器選擇R1;因?yàn)楸粶y(cè)電阻的阻值在40~45Ω,更接近電流表的內(nèi)電阻(約4Ω),遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)電阻(約20kΩ),所以采用電流表外接法測(cè)量的誤差更小,(2)采用電流表外接法,測(cè)出的電流值包含了電壓表的分流,由R=UI,I偏大,7.在“金屬電阻率的測(cè)量”的實(shí)驗(yàn)中,提供的電源是一節(jié)內(nèi)阻可不計(jì)的干電池,待測(cè)金屬絲的直徑小于1mm,長(zhǎng)度約為80cm,阻值約為3Ω,使用的電壓表有0~3V(內(nèi)阻約為3kΩ)和0~15V(內(nèi)阻約為15kΩ)兩個(gè)量程,電流表有0~0.6A(內(nèi)阻約為0.1Ω)和0~3A(內(nèi)阻約為0.02Ω)兩個(gè)量程,供限流用的滑動(dòng)變阻器有:A.0~10Ω;B.0~100Ω;C.0~1500Ω三種,可供選擇的實(shí)驗(yàn)電路有如圖所示的甲、乙兩種。用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖丙所示,則:(1)螺旋測(cè)微器的示數(shù)是mm。

(2)為減小測(cè)量電阻的誤差,應(yīng)選用圖所示的電路。

(3)為了便于調(diào)節(jié),應(yīng)選用編號(hào)為的滑動(dòng)變阻器。

(4)電壓表的量程應(yīng)選用V。

(5)電流表的量程應(yīng)選用A。

答案(1)0.806(0.804~0.808均正確)(2)乙(3)A(4)0~3(5)0~0.6解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0.5mm+30.6×0.01mm=0.806mm;(2)根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V可知,電壓表應(yīng)選0~3V的量程;根據(jù)I=UR可求出通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流為Imax=ERx=0.5A,所以電流表應(yīng)選0~0.6A的量程;由于待測(cè)電阻滿(mǎn)足RVR(3)為使實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)方便,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選A;(4)根據(jù)(2)的分析可知,電壓表應(yīng)選0~3V的量程;(5)根據(jù)(2)的分析可知,電流表應(yīng)選0~0.6A的量程。8.在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,某同