2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第8章恒定電流實(shí)驗(yàn)8測(cè)定金屬的電阻率教案新人教版

1、實(shí)驗(yàn)八測(cè)定金屬的電阻率1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法。(2)進(jìn)一步掌握螺旋測(cè)微器的使用方法和讀數(shù)方法。(3)學(xué)會(huì)利用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)出金屬絲的電阻率。2實(shí)驗(yàn)原理由r得，因此，只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l、橫截面積s和金屬絲的電阻r，即可求出金屬絲的電阻率。測(cè)金屬電阻的電路圖和實(shí)物圖如圖甲、乙所示。甲乙3實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲，直流電源(4 v)，電流表(00.6 a)，電壓表(03 v)，滑動(dòng)變阻器(050 )，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺。部分器材用途電流表、電壓表伏安法測(cè)電阻螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，由于測(cè)量直徑時(shí)帶來(lái)的誤差更明顯一些，因此用精確度更高的器

2、材測(cè)量毫米刻度尺測(cè)量金屬絲的有效長(zhǎng)度4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)d：用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d。(2)連電路：連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。(3)測(cè)l：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值l。(4)調(diào)滑動(dòng)變阻器最大：把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使其接入電路中的電阻值最大的位置。(5)u、i測(cè)量：閉合開關(guān)，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)。(6)求：將測(cè)得的rx、l、d值，代入公式r和s中，計(jì)算出金屬絲的電阻率。5數(shù)據(jù)處理(1)在求rx的平均值時(shí)可用兩種方法用rx分別算出

3、各次的數(shù)值，再取平均值。用ui圖線的斜率求出。(2)計(jì)算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)rx、l、d的值代入電阻率計(jì)算公式rx。6誤差分析(1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得，金屬絲直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一。(2)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。(3)金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來(lái)偶然誤差。(4)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。7注意事項(xiàng)(1)先測(cè)直徑，再連電路：為了方便，測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量。(2)電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。(3

4、)電流控制：電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲溫度過(guò)高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大。 教材原型實(shí)驗(yàn)1某實(shí)驗(yàn)小組利用如下器材測(cè)量某金屬絲的電阻率：a電源(3 v，內(nèi)阻約為0.1 )b電流表(量程0.6 a，內(nèi)阻約為0.1 )c電流表(量程3 a，內(nèi)阻約為0.03 )d電壓表(量程3 v，內(nèi)阻約為3 k)e滑動(dòng)變阻器(1 k，0.3 a)f滑動(dòng)變阻器(20 ，2 a)g待測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器、米尺、開關(guān)和導(dǎo)線等甲乙(1)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：a截取一段金屬絲，拉直并固定在兩端帶有接線柱的米尺上，觀察其接入長(zhǎng)度在米尺上的示數(shù)如圖甲所示，則讀數(shù)為_ cm；b用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑，某次測(cè)量

5、時(shí)示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_ mm；c正確連接電路，合上開關(guān)；d改變滑動(dòng)變阻器的位置，讀出電壓表和電流表的示數(shù)，記錄如下表：次數(shù)12345u/v0.801.001.501.802.30i/a0.180.220.340.420.52e.斷開開關(guān)，整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)操作。(2)根據(jù)以上信息，你認(rèn)為該小組選用的電流表是_，滑動(dòng)變阻器是_(只填儀器前的代號(hào))；請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)較為節(jié)能且誤差較小的電路，把圖丙電路連接完整。丙丁(3)該小組的測(cè)量數(shù)據(jù)已標(biāo)在圖丁ui圖上，請(qǐng)作圖線并計(jì)算該金屬絲的電阻值為_ (保留兩位有效數(shù)字)，根據(jù)電阻定律即可得到該金屬絲電阻率。解析(1)由題圖甲所示刻度尺可知，其分度值為1 mm，

6、故示數(shù)為50.00 cm，由題圖乙所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5 mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為21.20.01 mm0.212 mm，螺旋測(cè)微器的示數(shù)為0.5 mm0.212 mm0.712 mm。(2)電路最大電流約為0.52 a，則電流表應(yīng)選b。根據(jù)變阻器能允許通過(guò)的最大電流以及為了方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選f。由于電壓的變化范圍大，所以要選擇分壓式接法；由表格中的數(shù)據(jù)可知，待測(cè)電阻絲的電阻值約5 ，屬于小電阻，所以電流表應(yīng)選擇外接法，實(shí)物電路圖如圖所示。(3)由(2)中ui圖線的斜率表示金屬絲的阻值，可得金屬絲的電阻值為r4.4 。答案(1)a50.00b0.712(2)bf實(shí)驗(yàn)電路

7、見解析(3)4.4(4.24.6)2在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：(1)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示電路對(duì)鎳鉻合金絲和康銅絲進(jìn)行探究，a、b、c、d是四種金屬絲。實(shí)驗(yàn)小組討論時(shí)，某同學(xué)對(duì)此電路提出異議，他認(rèn)為，電路中應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)電流表，只有測(cè)出各段金屬絲的電阻，才能分析電阻與其影響因素的定量關(guān)系，你認(rèn)為要不要串聯(lián)電流表？并簡(jiǎn)單說(shuō)明理由。_。幾根鎳鉻合金絲和康銅絲的規(guī)格如下表所示：電路圖中金屬絲a、b、c分別為下表中編號(hào)為a、b、c的金屬絲，則金屬絲d應(yīng)為下表中的_(用表中編號(hào)d、e、f表示)。編號(hào)材料長(zhǎng)度l/m橫截面積s/mm2a鎳鉻合金0.300.50b鎳鉻合金0.500.50c

8、鎳鉻合金0.301.00d鎳鉻合金0.501.00e康銅絲0.300.50f康銅絲0.501.00(2)該實(shí)驗(yàn)小組探究了導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系后，想測(cè)定某金屬絲的電阻率。甲乙用毫米刻度尺測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度為l80.00 cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖甲所示，則金屬絲的直徑d為_。按如圖乙所示連接好電路，測(cè)量金屬絲的電阻r。改變滑動(dòng)變阻器的阻值，獲得六組iu數(shù)據(jù)描在如圖所示的坐標(biāo)系上。由圖可求得金屬絲的電阻r_ ，該金屬絲的電阻率_ m(保留兩位有效數(shù)字)。解析(1)串聯(lián)電路的電流處處相等，串聯(lián)電阻兩端電壓與電阻成正比，不需要測(cè)出電流，根據(jù)電阻兩端電壓大小即可比較電阻大??；探究影響電阻

9、的因素，應(yīng)用控制變量法，實(shí)驗(yàn)已選a、b、c的金屬絲，根據(jù)控制變量法的要求，應(yīng)控制材料的長(zhǎng)度與橫截面積相等而材料不同，因此d應(yīng)選表中的e。(2)由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為1.5 mm10.00.01 mm1.600 mm；根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)作出圖象如圖所示，由圖象可知，電阻值為r 0.52 ，由r可得電阻率1.3106 m。答案(1)不需要，串聯(lián)電路的電流處處相等，電壓與電阻成正比e(2)1.600 mm0.521.3106 拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新(2019天津高考)現(xiàn)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率。(1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是_ mm。(2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，

10、盡量準(zhǔn)確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻rx約為100 ，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號(hào)。電源e(電動(dòng)勢(shì)10 v，內(nèi)阻約為10 )電流表a1 (量程0250 ma，內(nèi)阻r15 )電流表a2 (量程0300 ma，內(nèi)阻約為5 )滑動(dòng)變阻器r (最大阻值10 ，額定電流2 a)開關(guān)s及導(dǎo)線若干(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測(cè)量得到電流表a1的讀數(shù)為i1，電流表a2的讀數(shù)為i2，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式rx_。從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比_(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。解析(1)d20.00.01 mm0.200 mm。(2)本題中測(cè)量金屬絲的電阻，無(wú)電壓表，故用已知內(nèi)阻的電流表a1

11、充當(dāng)電壓表，由于電流表a1的額定電壓ua1imr11.25 v，比電源電動(dòng)勢(shì)小得多，故電路采用分壓式接法，電路圖如圖所示。(3)電流表a1、a2讀數(shù)分別為i1、i2時(shí)，通過(guò)rx的電流為ii2i1，rx兩端電壓ui1r1，故rx，不考慮讀數(shù)誤差，從設(shè)計(jì)原理看測(cè)量值等于真實(shí)值。答案(1)0.200(0.1960.204均可)(2)見解析(3)相等創(chuàng)新點(diǎn)解讀：本題的創(chuàng)新點(diǎn)是應(yīng)用雙電流表替代電壓表和電流表測(cè)電阻，而且實(shí)驗(yàn)中能利用兩電流表之差測(cè)出流過(guò)rx的真實(shí)電流值，使實(shí)驗(yàn)無(wú)系統(tǒng)誤差。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新(2020上海靜安模擬)國(guó)標(biāo)(gb/t)規(guī)定自來(lái)水在15 時(shí)電阻率應(yīng)大于13 m。某同學(xué)利用圖甲電路測(cè)量15

12、 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3 v，內(nèi)阻可忽略)，電壓表v1(量程為3 v，內(nèi)阻很大)，電壓表v2(量程為3 v，內(nèi)阻很大)，定值電阻r1(阻值為4 k)，定值電阻r2(阻值為2 k)，電阻箱r(最大阻值為9 999 )，單刀雙擲開關(guān)s，導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。甲乙丙實(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)

13、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斷開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)如圖乙所示，則d_ mm。(2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻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關(guān)系圖象。自來(lái)水的電阻率_ m(保留兩位有效數(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”)。解析(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，玻璃管內(nèi)徑d30 mm00.

14、05 mm30.00 mm。(2)把s撥到1位置，記錄電壓表v1示數(shù)，得到通過(guò)水柱的電流i1，由閉合電路歐姆定律得eurx；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，得到該支路的電流i2，由閉合電路歐姆定律得eur2，聯(lián)立解得rx。(3)由電阻定律rx，rx，聯(lián)立解得r。r關(guān)系圖象斜率k0.4103 m，k，s，代入數(shù)據(jù)解得14 m。(4)本實(shí)驗(yàn)中若電壓表v1內(nèi)阻不是很大，則由(2)可得rx，其中r1為電壓表v1的內(nèi)阻與r1的并聯(lián)值，因?yàn)椴⒙?lián)值小于r1，則應(yīng)用rx計(jì)算rx時(shí)，測(cè)得的rx值偏大，即自來(lái)水電阻測(cè)量值偏大，則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將偏大。

15、答案(1)30.00(2)(3)14(4)偏大創(chuàng)新點(diǎn)解讀：本實(shí)驗(yàn)由利用教材實(shí)驗(yàn)原理測(cè)自來(lái)水在15 時(shí)的電阻率替代測(cè)量金屬絲的電阻率，且數(shù)據(jù)處理時(shí)由rf(1,l)圖象替代ui圖象。數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新(2020咸陽(yáng)模擬)某同學(xué)為測(cè)量電阻絲的電阻率，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r04.0 ，電源電動(dòng)勢(shì)e3.0 v，電流表內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑片p與電阻絲始終接觸良好。甲乙丙(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。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(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。x/m0.10

16、0.200.300.400.500.60i/a0.490.430.380.330.310.28/a12.042.332.633.033.233.57將表中數(shù)據(jù)描在x坐標(biāo)紙中，如圖丙所示，該圖象的斜率的表達(dá)式k_(用題中字母表示)，由圖線求得電阻絲的電阻率_m(保留兩位有效數(shù)字)。根據(jù)圖丙中x關(guān)系圖線縱軸截距的物理意義，可求得電源的內(nèi)阻為r_ (保留兩位有效數(shù)字)。解析(1)螺旋測(cè)微器固定刻度上的半毫米刻線沒(méi)有露出，可動(dòng)刻度上的格數(shù)要估讀一位，讀數(shù)應(yīng)為0.01 mm40.00.400 mm。(2)由閉合電路的歐姆定律，i，變形得，由電阻定律rx，s，代入上式得x，可看出與x是一次函數(shù)關(guān)系，函數(shù)圖

17、象的斜率k；由題圖丙中的數(shù)據(jù)算出圖象的斜率k a1m13 a1m1，則 m1.1106m；題圖丙中x關(guān)系圖線的縱截距為1.77，此時(shí)待測(cè)電阻絲電阻為零，由閉合電路歐姆定律得：ei(rr0)，解得r1.3 。答案(1)0.400(2)1.11061.3創(chuàng)新點(diǎn)解讀：本題創(chuàng)新點(diǎn)在于公式的變換，體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用，本題作出了x圖線，根據(jù)閉合電路歐姆定律i，rx可知，x圖線的斜率k，由此式，結(jié)合圖象可求出電阻絲的電阻率。1.(實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新)(2020海南?？谫|(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量一根金屬絲的電阻率，設(shè)計(jì)如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)?zhí)顚懣崭裉幭嚓P(guān)內(nèi)容。圖(a)圖(b)圖(c)(1)將p移到金屬絲a

18、位置，開啟電源，合上開關(guān)s，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值到_(填“最大”或“零”)，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)i0，斷開開關(guān)s；(2)適當(dāng)向b端滑動(dòng)p，閉合開關(guān)s，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表示數(shù)為_，記錄電阻絲ap部分的長(zhǎng)度l和電阻箱對(duì)應(yīng)的阻值r，斷開開關(guān)s；(3)重復(fù)步驟，直到記錄9組l和r值并畫出rl的關(guān)系圖線如圖(b)所示；(4)根據(jù)rl圖線，求得斜率為_/m。(5)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑如圖(c)，其示數(shù)為_ mm，可算得金屬絲的電阻率為_ m。(要求(4)(5)的計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，開啟電源，合上開關(guān)s，應(yīng)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值到零時(shí)讀出電流表的示數(shù)為i0，根據(jù)閉合電路歐姆

19、定律應(yīng)有：i0(2)適當(dāng)向b端滑動(dòng)p，閉合開關(guān)s，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表示數(shù)仍為i0，則應(yīng)有：i0聯(lián)立以上兩式可得a、p間的電阻raprabrpbr；(4)根據(jù)電阻定律有：rap，則rl圖象的斜率k /m32.0 /m；(5)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：d20.00.01 mm0.200 mm；由上分析有：k，sd2，聯(lián)立得：1.00106 m。答案(1)零(2)i0(4)32.0(5)0.2001.001062(實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新)(2020山東新高考模擬)某同學(xué)為了測(cè)量一根鉛筆芯的電阻率，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路測(cè)量該鉛筆芯的電阻值。所用器材有電流表a1、a2，電阻箱r1、滑動(dòng)變阻器r2、待測(cè)鉛筆芯rx、電源

20、e、開關(guān)s及導(dǎo)線等。操作步驟如下：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值達(dá)到最大；閉合開關(guān)，適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值；記錄兩個(gè)電流表a1、a2的示數(shù)分別為i1、i2。甲乙請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)若電流表的內(nèi)阻可忽略，則電流表示數(shù)i2_i1時(shí)，電阻箱的阻值等于待測(cè)筆芯的電阻值。(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該筆芯的直徑，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示，該筆芯的直徑為_ mm。(3)已測(cè)得該筆芯的長(zhǎng)度l20.00 cm，電阻箱r1的讀數(shù)為5.00 ，根據(jù)上面測(cè)量的數(shù)據(jù)可計(jì)算出筆芯的電阻率_ m。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(4)若電流表a2的內(nèi)阻不能忽略，仍利用(1)中方法，則筆芯電阻的測(cè)量值_真實(shí)值(填“大于”“小

21、于”或“等于”)。解析(1)若電流表的內(nèi)阻可以忽略，由并聯(lián)電路規(guī)律可知，電流表a2的示數(shù)i2時(shí)，電阻箱的阻值等于待測(cè)鉛筆芯的阻值。(2)根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則知，圖乙所示的鉛筆芯的直徑為d0.5 mm0.500 mm1.000 mm。(3)待測(cè)鉛筆芯阻值rx5.00 ，鉛筆芯的橫截面積sd2(1.000103)2 m2106 m2，由rx，解得106 m1.96105 m。(4)若電流表a2的內(nèi)阻不能忽略，則有r1ra2rx，即電阻箱阻值r1小于待測(cè)鉛筆芯阻值rx，可知鉛筆芯電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。答案(1)(2)1.000(3)1.96105(4)小于3(數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新)利用如圖甲所示的電路測(cè)

22、量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20 。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(dòng)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(zhǎng)度。可供選擇的器材還有：電池組e(電動(dòng)勢(shì)為3.0 v，內(nèi)阻約為1 )；電流表a1(量程0100 ma，內(nèi)阻約為5 )；電流表a2(量程00.6 a，內(nèi)阻約為0.2 )；電阻箱r(0999.9 )；開關(guān)、導(dǎo)線若干。甲乙丙實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：a用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑；b將選用的實(shí)驗(yàn)器材，按照?qǐng)D甲連接實(shí)驗(yàn)電路；c調(diào)節(jié)電阻箱

23、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(zhǎng)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(zhǎng)度l；f斷開開關(guān)，整理好器材。(1)某次測(cè)量電阻絲直徑d時(shí)，螺旋測(cè)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(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度l的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的rl關(guān)系圖線。圖線在r軸的截距為r0，在l軸的截距為l0，再結(jié)合

24、測(cè)出的電阻絲直徑d，寫出電阻絲的電阻率表達(dá)式_(用給定的物理量符號(hào)和已知常數(shù)表示)。(4)本實(shí)驗(yàn)中，電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果_影響(填“有”或“無(wú)”)。解析(1)根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則可得d0.5 mm0.232 mm0.732 mm。(2)根據(jù)題意，電路中可能出現(xiàn)的最大電流為i0.14 a140 ma，故電流表選擇a1即可。(3)由閉合電路的歐姆定律可知，ei(rrrar電阻絲)i，聯(lián)立解得rrral，由已知條件可知，|k|，解得。(4)由可知，本實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)阻ra對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。答案(1)0.732(2)a1(3)(4)無(wú) 測(cè)量電阻常用的四種方法用“替代法”測(cè)電阻1實(shí)驗(yàn)

25、原理(如圖)2實(shí)驗(yàn)步驟s先與2相接，記錄的示數(shù)，再與1相接，調(diào)節(jié)r值使示數(shù)與原值相等，則rxr。3說(shuō)明：對(duì)的要求，只要有刻度且不超過(guò)量程即可，與指針是否超無(wú)關(guān)，因?yàn)殡娏鞅硎緮?shù)不參與運(yùn)算。示例1電流表a1的量程為0200 a，內(nèi)阻約為500 ，現(xiàn)要準(zhǔn)確測(cè)量其內(nèi)阻，除若干開關(guān)、導(dǎo)線之外還有器材如下：電流表a2：與a1規(guī)格相同滑動(dòng)變阻器r1：阻值為020 電阻箱r2：阻值為09 999 保護(hù)電阻r3：阻值約為3 k電源：電動(dòng)勢(shì)e約為1.5 v、內(nèi)阻r約為2 (1)如圖所示，某同學(xué)想用等效法測(cè)量電流表內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了部分測(cè)量電路，在此基礎(chǔ)上請(qǐng)你將滑動(dòng)變阻器接入電路中，使實(shí)驗(yàn)可以完成。(2)電路補(bǔ)充完整后，

26、請(qǐng)你完善以下測(cè)量電流表a1內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟。a先將滑動(dòng)變阻器r1的滑片移到使電路安全的位置，再把電阻箱r2的阻值調(diào)到_。(選填“最大”或“最小”)b閉合開關(guān)s、s1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r1，使兩電流表接近滿偏，記錄電流表a2的示數(shù)i。c保持s閉合、滑動(dòng)變阻器r1的滑片位置不變，斷開s1，再閉合s2，調(diào)節(jié)r2，使電流表a2的示數(shù)_，讀出此時(shí)電阻箱的阻值r0，則電流表a1內(nèi)阻r1_。解析(1)滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電流表內(nèi)阻，因此必須采用分壓式接法，電路圖如圖所示。(2)a實(shí)驗(yàn)前電阻箱r2應(yīng)該調(diào)節(jié)到最大，以保證兩電表安全；c讓電流表a2示數(shù)不變，可直接從電阻箱r2的讀數(shù)得到電流表a1的內(nèi)阻r1。

27、答案(1)見解析圖(2)a最大c再次為i(或仍為i)r0用“半偏法”測(cè)電阻1利用電流表半偏測(cè)電流表的內(nèi)阻(1)實(shí)驗(yàn)原理(如圖)(2)實(shí)驗(yàn)步驟r1調(diào)至阻值最大，閉合s1，調(diào)r1的阻值使示數(shù)達(dá)到滿偏值。保持r1阻值不變，閉合s2，調(diào)節(jié)r2使示數(shù)達(dá)到滿偏值一半，同時(shí)記錄r2的值。rar2。2利用電壓表半偏測(cè)電壓表的內(nèi)阻(1)實(shí)驗(yàn)原理(如圖)(2)如圖所示，測(cè)量電壓表的內(nèi)阻，操作步驟如下：滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最右端，電阻箱的阻值調(diào)到最大；閉合s1、s2，調(diào)節(jié)r0，使表示數(shù)指到滿偏刻度；斷開s2，保持r0不變，調(diào)節(jié)r，使表指針指到滿刻度的一半；由上可得rvr。示例2某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量量程為2

28、.5 v的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱r(最大阻值99 999.9 )，滑動(dòng)變阻器r1(最大阻值50 )，滑動(dòng)變阻器r2(最大阻值5 k)，直流電源e(電動(dòng)勢(shì)3 v)，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干。圖(a)實(shí)驗(yàn)步驟如下：按電路原理圖(a)連接線路；將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開關(guān)s；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 v，記下電阻箱的阻值。回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器_(選填“r1”或“r2”)。(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線。

29、圖(b)(3)實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為_(結(jié)果保留到個(gè)位)。(4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為_(填正確答案標(biāo)號(hào))。a100 ab250 a c500 ad1 ma解析(1)本實(shí)驗(yàn)測(cè)電壓表的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)變化不大，則接入電阻箱后電路的總電阻變化不大，故需要滑動(dòng)變阻器的最大阻值較小，故選r1可減小實(shí)驗(yàn)誤差。(2)滑動(dòng)變阻器為分壓式，連接實(shí)物電路如圖所示。(3)電壓表和電阻箱串聯(lián)，兩端電壓分別為2.00 v和0.50 v，則rv4r2 520 。(4)電壓表的滿偏電流i

30、g a1 ma，故選項(xiàng)d正確。答案(1)r1(2)見解析圖(3)2 520(4)d用“差值法”測(cè)電阻1電流表差值法(1)原理：如圖所示，將電流表與定值電阻r0并聯(lián)再與電流表串聯(lián)，根據(jù)i1r1(i2i1)r0，求出內(nèi)阻r1。(2)條件：電流表的量程小于電流表的量程。r0已知。(3)結(jié)果：r1或r0(用于r1已知，測(cè)量r0)。2電壓表差值法(1)原理：如圖所示，將電壓表與定值電阻r0串聯(lián)再與電壓表并聯(lián)，根據(jù)u2u1r0，求出電壓表的內(nèi)阻。(2)條件：電壓表的量程大于電壓表的量程。r0已知。(3)結(jié)果：r1r0或r0r1(用于r1已知，測(cè)量r0)。示例3(2018全國(guó)卷)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電

31、路測(cè)量某待測(cè)電阻rx的阻值，圖中r0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(r020.0 )；可視為理想電壓表；s1為單刀開關(guān)，s2為單刀雙擲開關(guān)；e為電源；r為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a)，將圖(b)中實(shí)物連線；圖(a)圖(b)(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢茫]合s1；(3)將開關(guān)s2擲于1端，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)u1；然后將s2擲于2端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)u2；(4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式rx_(用r0、u1、u2表示)；(5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù)：12345u1/v0.250.300.360.400.44u2/v0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值，求得rx_。(保留1位小數(shù))解析(1)依電路圖連接實(shí)物圖如圖。(4)由于電壓表可視為理想電壓表且滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置不變時(shí)，通過(guò)r0和rx電流不變，因此有，待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式rxr0。(6)將數(shù)據(jù)代入rxr0，求平均值得rx48.2 。答案(1)見解析圖