實(shí)驗(yàn)二：測(cè)金屬絲地電阻率

1、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案實(shí)驗(yàn)二：測(cè)金屬絲的電阻率實(shí)驗(yàn)電路圖：電阻的內(nèi)外接法選取（由于待測(cè)電阻較小，一般選外接法）電阻率的表達(dá)式滑動(dòng)變阻器可以選擇限流法，也可以用分壓法電壓表和電流表的選取和讀數(shù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)、游標(biāo)卡尺讀數(shù)實(shí)物圖的連接根據(jù)電壓表和電流表讀數(shù)計(jì)算待測(cè)電阻，或者根據(jù) U-I 圖像計(jì)算斜率求電阻，再計(jì)算電阻率或者長(zhǎng)度【典型例題剖析】考點(diǎn) 1：實(shí)驗(yàn)原理和儀器選擇 例 1 在探究決定導(dǎo)體電阻的因素的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測(cè)金屬絲： Rx( 阻值約 4 ，額定電流約0.5 A) ；電壓表： V(量程 3 V，內(nèi)阻約3 k ) ；電流表： A1( 量程 0.6 A ，內(nèi)阻約0.2 ) ；A2(

2、量程 3 A ，內(nèi)阻約0.05 ) ；電源： E1( 電源電壓為3 V) ；E2( 電源電壓為12 V) ；滑動(dòng)變阻器： R( 最大阻值約20 ) ；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)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)mm.(2) 若滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，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)) ，在虛線框中完成電路原理圖文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案電壓表最大量程3V，因此電源得選擇3V，電流表得選0.6A解析(1) 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：1 5 mm 27.4 × 0.01 mm 1.774 mm.(2) 在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中， 為使測(cè)量

3、盡量精確， 電流表、 電壓表指針需達(dá)到半偏以上，又因待測(cè)金屬絲的額定電流為 0.5 A，所以電流表選 A1，電源選 E1 即可電路原理圖如圖所示答案 (1)1.774(1.772 1.776 均正確 ) (2)A 1 E1 見(jiàn)解析圖1-1在“探究決定導(dǎo)體電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l ，金屬絲的電阻大約為5 ，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率(1) 從圖中讀出金屬絲的直徑為_(kāi)mm.(2) 為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A電壓表0 3 V ，內(nèi)阻 10 k B電壓表0 15

4、V ，內(nèi)阻 50 k C電流表0 0.6 A ，內(nèi)阻 0.05D電流表0 3 A ，內(nèi)阻 0.01E滑動(dòng)變阻器，010 F滑動(dòng)變阻器，0100 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 _ ( 填序號(hào) )滑動(dòng)變阻器F 接入電路會(huì)造成電流過(guò)小實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖所示，請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案錯(cuò)誤 1：_錯(cuò)誤 2：_(3) 若測(cè)得金屬絲的直徑用d 表示，電阻用 R表示，則該金屬材料的電阻率 _.答案(1)0.680(2) ACE 導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上采用了電流表內(nèi)接法Rd2(3)4l解析(1) 從螺旋測(cè)微器的固定刻度上可以看出

5、，半毫米刻度線已經(jīng)露出來(lái)，因此主尺上應(yīng)讀 0.5 mm，可動(dòng)刻度上接近第18 個(gè)刻度線，可以估讀0.180 mm，所以該金屬絲直徑應(yīng)為0.5 mm 0.180 mm0.680 mm.(2) 由電路圖知電源是兩節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)是3 V，用 3 V 量程的電壓表A；因?yàn)殡娮杞z的電阻大約為 5，如果把 3 V的電動(dòng)勢(shì)全加在電阻絲上，電流才是0.6 A ，因此用量程是0.6 A 的電流表C；此題中金屬絲的電阻大約為5 ，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選10 的滑動(dòng)變阻器E.l Rd2(3) 由 RS可得： 4l .考點(diǎn) 2：數(shù)據(jù)處理及誤差分析 【例 2】某同學(xué)在一次“探究決定導(dǎo)體電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺測(cè)

6、出接入電路部分的金屬絲長(zhǎng)度為l 0.720 m ，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲直徑( 刻度位置如圖所示) ，用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻( 阻值大約為5 ) ，然后計(jì)算出該金屬材料的電阻率在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)金屬絲外，還有如下實(shí)驗(yàn)器材：A直流電源E( 輸出電壓為3 V)B電流表A( 量程 0 0.6 A ，內(nèi)阻約0.125 )C電壓表V( 量程 0 3 V ，內(nèi)阻 3 k )D滑動(dòng)變阻器R1( 最大阻值 20 )E開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等(1) 從圖中讀出金屬絲的直徑為_(kāi)mm.(2) 根據(jù)所提供的器材，在虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案(3) 若根據(jù)伏安法測(cè)出金屬絲的阻值為Rx 4.0 ，則這

7、種金屬材料的電阻率為_(kāi)· m(保留兩位有效數(shù)字) 答案(1)0.600(2) 如圖所示(3)1.6× 10 6解析(3) 由lRS Rxd2R 4.0 、l0.720 m 、 0.600 mm 0.600得，將RSl4ldx× 103 m 代入得 1.6 × 106 · m.2-1 在“探究決定導(dǎo)體電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻Rx 約為 5 ，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A電壓表( 量程 0 3 V ，內(nèi)阻約為 15 k )B電壓表( 量程 0 15 V ，內(nèi)阻約為 75 k )C電流表( 量程 0 3 A ，內(nèi)阻約為 0.2 )D電流表

8、( 量程 0 0.6 A ，內(nèi)阻約為 1 )E變阻器 R1(0 100 ， 0.6 A)2， 0.1 A)F變阻器 R(0 2 000G電池組 E( 電動(dòng)勢(shì)為3 V ，內(nèi)阻約為 0.3 )H開(kāi)關(guān) S，導(dǎo)線若干(1) 為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有 _( 填器材前面的序號(hào) ) 小電阻外接法(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圖中的實(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60.00 cm，螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑及兩電表的文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案示數(shù)如圖所示，則金屬絲的直徑為_(kāi) mm，電阻值為 _ .答案(

9、1)ADEGH(2) 乙實(shí)物圖見(jiàn)解析(3)0.637(0.636 0.638 均可 )2.4解析(1) 由于電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V ，所以電壓表應(yīng)選A；被測(cè)電阻約為5 ，電路中的最E 3大電流約為I Rx 5A0.6 A，電流表應(yīng)選D；根據(jù)變阻器允許通過(guò)的最大電流可知，變阻器應(yīng)選 E；還要選用電池和開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干故應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有A、 D、E、 G、 H.RV Rx(2) 由于 > ，應(yīng)采用電流表外接法，應(yīng)選如圖乙所示電路，實(shí)物連接如圖所示Rx RA(3) 從螺旋測(cè)微器可以讀出金屬絲的直徑為0.637 mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20 V ，從電流表可以讀出流過(guò)電阻的電流為0

10、.50 A ，被測(cè)金屬絲的阻值為x Ux1.20RI x 0.50 2.4 .考點(diǎn)：儀器的選擇（電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器）、內(nèi)外接法選擇、實(shí)物圖連接、螺旋測(cè)微器讀數(shù)、電壓表與電流表的讀數(shù)【鞏固訓(xùn)練】1. 【 2013 山東】 圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖, 當(dāng)測(cè)量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí) , 應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的( 選填“ A”“B”或“ C” ) 進(jìn)行測(cè)量 ; 示數(shù)如圖乙所示 , 該鋼筆帽的內(nèi)徑為mm。文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案【A； d=11mm+0.05mm× 6=11.30mm】2. 在測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中， 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑， 示數(shù)如圖所示， 讀數(shù)為_(kāi)mm?！?0.617mm】3

11、. 【 2012 山東】 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)mm。353002520【 1.773 】4. 【 2014 海南】 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（a）和圖（ b）所示。由上圖讀得圓柱體的直徑為mm，長(zhǎng)度為cm.【 1.843mm;4.240cm 】（化單位的時(shí)候注意有效數(shù)字）5. 【 2014 海南】 現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測(cè)量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測(cè)圓柱體兩端之間的電阻，若流經(jīng)圓柱體的電流為I ，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長(zhǎng)度分別為D、L，測(cè)得 D、

12、L、 I 、U 表示的電阻率的關(guān)系式為=。6. 【 2012 山東】 在測(cè)量金屬絲電阻率 的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測(cè)金屬絲： Rx（阻值約 4，額定電流約 0.5 ）；電壓表： V（量程 3V，內(nèi)阻約 3K）；電流表： A1（量程 0.6 A ，內(nèi)阻約 0.2 ）；文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案A （量程 3 A ，內(nèi)阻約 0.05 ）；13 V ，內(nèi)阻不計(jì)）；電源： E （電動(dòng)勢(shì)E （電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻不計(jì)）；滑動(dòng)變阻器： R（最大阻值約20 ）；螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線。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)（見(jiàn)答題卡）完

13、成電路原理圖。【分析】：電壓表的量程最大為3V，因此電源選擇E1；通過(guò)電阻的額定電流為0.5A ，因此，電流表選A1；除此之外，還得判斷電流表的內(nèi)外接（看電阻之比）答案： A1E1電路圖如圖考點(diǎn)：儀器的選取（電流表、電源）、電路原理圖7. 在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中, 某同學(xué)進(jìn)行了如下測(cè)量：（1）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, 測(cè)量 3 次 , 求出其平均值L; 其中一次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示, 金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊, 圖中讀數(shù)為cm。用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑, 選不同的位置測(cè)量3 次 , 求出其平均值d; 其中一次測(cè)量結(jié)果如圖乙所示 , 圖中讀數(shù)為mm

14、。（2）采用圖丙所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻, 則金屬絲電阻的測(cè)量值比真實(shí)值( 選填“偏大”或“偏小”) 。最后由公式=計(jì)算出金屬絲的電阻率( 用直接測(cè)量的物理量表示) 。文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案考點(diǎn)：電流表外接法、誤差分析、刻度尺讀數(shù)、螺旋測(cè)微器讀數(shù)、電阻率表達(dá)式8. 【 2012 廣東】 某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率, 需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻。（1）分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑, 某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲和圖乙所示 , 長(zhǎng)度為cm, 直徑為mm。（2）按圖丙連接電路后, 實(shí)驗(yàn)操作如下：將滑動(dòng)變阻器R1 的阻值置于最( 選填“大”或“小”) 處 ; 將 S2 撥向接點(diǎn)1, 閉合

15、S1, 調(diào)節(jié) R1, 使電流表示數(shù)為I 0;將電阻箱R2 的阻值調(diào)至最( 選填“大”或“小”), 將 S2 撥向接點(diǎn)2; 保持 R1 不變 , 調(diào)節(jié)R2, 使電流表示數(shù)仍為I 0, 此時(shí) R2 阻值為 1280;由此可知 , 圓柱體的電阻為?？键c(diǎn)：游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)、替代法測(cè)電阻替代法測(cè)電阻在 2011 年新課標(biāo)考察9.【 2014 山東】 實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)了一捆標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線， 某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度。該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為28m ，1.0mm，查得銅的電阻率為1.7 10文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)RxR 0際長(zhǎng)度。V

16、A可供使用的器材有：ab電流表：量程0.6A ，內(nèi)阻約為0.2 ；SE電壓表：量程3v ，內(nèi)阻約 9K；圖甲滑動(dòng)變阻器 R ：最大阻值 5；1滑動(dòng)變阻器 R2：最大阻值 20；定值電阻： R =3；0電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)；1203開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。V回答下列問(wèn)題：（ 1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 _ （填“ R1”或“ R2”），閉合開(kāi)關(guān) S 前應(yīng)將滑片移至 _端（填“ a”或“ b”）.（ 2）在實(shí)物圖（見(jiàn)答題卡）中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A 時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_(kāi)V.（4）導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為_(kāi)m（保留

17、 2 位有效數(shù)字）圖乙5105101515012012033A0V【分析】：先估算出電阻值，通過(guò)電流表的量程計(jì)算電路中電阻的最小值，再計(jì)算接入電路中 R 的部分應(yīng)該為多大。根據(jù)伏安法測(cè)出的電阻為 Rx 和 R0 的總和。(1) 被測(cè)電阻的阻值約為l8100, 而電路中最大電流為Rxs1.7101.0 10 61.7I =0.6A, 所以電路中總電阻的最小值為E6, 則滑動(dòng)變阻器的阻值最小R10mI m0.6為 R 動(dòng)=R-Rx -R0=5.3 , 故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R2; 在電路中滑動(dòng)變阻器為限流接法, 閉合開(kāi)關(guān)之前, 其阻值應(yīng)置于最大值處, 即 a 處?！緶y(cè)量電路的總電阻肯定大于3 歐，因此

18、，為了使得電流變化范圍大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用R2】(2) 電路連接如圖所示文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案(3) 電壓表的讀數(shù)為2.30V 。(4) 被測(cè)電阻的測(cè)量值為 RxUlR0 , Rx, 代入數(shù)據(jù) , 解得導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度為 l =94m。Is答案 : (1)R 2 a (2) 見(jiàn)解析(3)2.30(4)94【后兩個(gè)答案有誤差范圍】考點(diǎn)：限流接法滑動(dòng)變阻器的選取問(wèn)題、實(shí)物圖的連接、電壓表的讀數(shù)、歐姆定律計(jì)算電阻、電阻定律難點(diǎn)：滑動(dòng)變阻器的選取（根據(jù)待測(cè)電阻大小選取滑動(dòng)變阻器：限流法得選一個(gè)比待測(cè)電阻大的不太多的滑變，分壓法選擇一個(gè)與待測(cè)電阻大小差不多的滑變）；計(jì)算導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度（計(jì)算量大）10. 【 20

19、12 北京】 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)果如圖所示 , 其讀數(shù)應(yīng)為mm(該值接近多次測(cè)量的平均值).(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 1) 、電流表( 內(nèi)阻約 0.1 ) 、電壓表 ( 內(nèi)阻約 3k) 、滑動(dòng)變阻器R(020 , 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由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知, 他們測(cè)量 R 采用的是( 選填“甲”或“乙”) 圖 .x文檔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案(3) 圖丙是測(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.(4) 這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立 U、I 坐標(biāo)系 , 如圖丁所示 , 圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的 4