人教版 高考总复习 物理7-3

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附：(一)电表的使用及读数方法 1．使用时应注意：
(1)使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整
(机械调零)． (2)选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可 能大，一般要求超过量程的 ，但又不能超过量程．
(3)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测 电路两端．电表“＋”“－”接线柱不能接反．
电路必须用电流表外接法． 2．连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、 开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路 (闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两
端．
3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导
线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间
的待测导线长度，测量时应将导线拉直．
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2．0 mm＋15.5×0.01 mm＝2.155 mm.若记录结果中 有零或好几个零时，特别容易出错，要补足到千分位．
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4．注意事项 (1)测量前须校对零点：先使小砧A与测微螺杆并拢，
观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，
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2．读数方法： (1)读数时应使视线垂直刻度盘表面．
(2)估读问题
①最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分 度的下一位，在下一位按十分之一估读． ②最小分度为“2”、“5”的仪器，测量误差出现在 最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估 读．
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(3)利用对称法确定游标尺的哪一条刻线与主尺刻度线 对得最齐，对得最齐的游标尺的那一条线(设为N)的前一
条(第N－1条)在对应主尺线的右侧，后一条(第N＋1条)在
对应主尺刻度线的左侧． (4)在读主尺和游标尺读数时，统一使用毫米为单位， 相加后再化成题目要求的单位． (5)看游标尺哪一条刻线与主尺对得最齐时，已包含了 估读因素，不需再估读．
2．按图2所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电 路．
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3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的 有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.
4．把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻
值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变 滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表 的示数I和U的值，填入记录表格内．断开开关S.求出导线 电阻R的平均值．
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(6)若用X表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游 标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记
录结果表达为(X＋K×精确度) mm.
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典例剖析
【例1】
现测量一铜芯导线的电阻率，用米尺测出
其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表 测得其电阻值约为1 Ω，为提高测量的精度，需从下列器 材中挑选一些元件，设计电路，重新测量这段导线(图中 用Rx表示)的电阻．
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3．读数方法 先从固定刻度B上读出半毫米整数倍的部分，不足半
毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻
度线与固定刻度线上的轴向线重合，从而读出可动刻度示 数(注意估读)．即有： 测量长度＝固定刻度示数＋可动刻度度示数×精确度 (注意单位为mm)．如图4所示，固定刻度示数为2.0 mm， 不足半毫米的部分从可动刻度上读的示数为15.5格，最后 的读数为：
(4)若在测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，
则该铜芯导线所用材料的电阻率的表达式为：ρ＝ ________.
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解析：(1)0.700 mm(0.699～0.701 mm) (2)电路图如图8，测量电阻必须用电流表外接电路，
且必须有保护电阻．
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二、实验原理 1．把金属丝接入电路中，用伏安法测导线的电阻 R(R U ＝ I )．电路原理如图 1 所示．
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2．用米尺测量金属丝的长度 l，用螺旋测微器测量 金属丝的直径，算出横截面积 S. l 3．利用电阻定律 R＝ρ ，得出金属丝电阻率的公式 S RS ρ＝ . l
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(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R＝6.72 Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和
D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd＝13.3 Ω、RD＝3.38 Ω.
时，停止转动微调旋钮D′，并拧紧固定旋钮．这样做，既
可保护仪器，又能保证测量结果的准确性．
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(三)游标卡尺的原理及使用 1．构造
主要部分是一条主尺和一条可以沿着主尺滑动的游标
尺，也称游标．如图5所示．
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2．原理 游标共有n个分格，而n个分格的总长和主尺的(n－1)
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(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L. 图10甲中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L＝
________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图10乙所示(相关 器材的参数已在图中标出)．该合金棒的电阻约为几个欧 姆．图中有一处连接不当的导线是________．(用标注在 导线旁的数字表示)
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4．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量． 5．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在
有效电阻值最大的位置．
6．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜 过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免 金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐 渐增大．
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第三单元
实验：测定金属的电阻率
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考点聚焦 一、实验目的 1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法； 2．掌握螺旋测微器的使用和读数方法；
3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率．
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(二)螺旋测微器的原理及使用
1．构造
如图3所示是常用的螺旋测微器，它的小砧A和固定刻 度B固定在框架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、 测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．
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2．原理 精密螺纹的螺距是0.5 mm，即每旋转一周，F前进或
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7．求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U/I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U—I图
线)来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间
的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直 线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．
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F．滑动变阻器R1(最大阻值5 Ω，额定电流1.0 A) G．滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω，额定电流0.2 A)
H．定值电阻R0(阻值为9 Ω)
I．开关S一个，导线若干 (1)如图6是该实验小组用螺旋测微器对铜线直径的测 量，其读数是________．
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三、实验器材 金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、
直流电源、电键、滑动变阻器、导线若干．
四、实验步骤 1．用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置 各测一次直径，求出其平均值d.计算出导线的横截面积S.
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后退0.5 mm，把这一周分成50等分，每一等分对应固定刻
度上的0.01 mm，即可动刻度每转过一等分，F前进或后 退0.01 mm.因此，从可动刻度旋转了多少等分就知道长度 变化了多少个0.01 mm.用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm(即毫米的千分位)，因此螺 旋测微器又称为千分尺．它把前后方向的微小变化和圆周 上的旋转变化对应起来，放大了这种变化．
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5．将测得的 R、l、d 的值，代入电阻率计算公式 ρ RS πd2U ＝ l ＝ 中，计算出金属导线的电阻率． 4lI 6．拆去实验线路，整理好实验器材．
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五、注意事项
1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验
以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，不 重合应加以修正． (2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别 注意半毫米刻度线是否露出．螺旋测微器要估读，以毫米 为单位时要保留到小数点后第三位．
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(3)测量时，当螺杆F快要接触被测物体时，要停止使 用粗调旋钮D，改用微调旋钮D′，当听到“咔、咔”响声
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3．游标卡尺读数的技巧 (1)游标尺的零刻线(不是机械零端)，对应主尺位置，
读出主尺读数．
(2)搞清精度，10分度精确到0.1 mm；20分度精确到 0.05 mm,50分度精确到0.02 mm；读数若以 mm为单位， 10分度小数点后面保留1位，20分度、50分度小数点后面 保留2位．
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答案：(1)0.700 mm
(2)如图8所示
(3)B、D、F
高分通道 电路设计要根据安全、精确、方便、省电的原则进 行．
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【例2】有一根圆台状匀质合金棒如图9所示，某同学
猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面 直径d、D有关．他进行了如下实验：
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六、误差分析 1．金属丝直径、长度的测量带来误差．
2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，
因为电流表外接，所以R测<R真，由R＝ρ ，知ρ测<ρ真． 3ห้องสมุดไป่ตู้通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电 阻率随之变化带来误差．
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A．电源E(电动势为6.0 V，内阻不计) B．电压表V1(量程为0～0.6 V，内阻约为2 kΩ)
C．电压表V2(量程为0～6.0 V，内阻约为6 kΩ)
D．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω) E．电流表A2(量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω)
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(2)为提高实验精度，要求电表的偏转不小于其量程 1 的 ，某同学设计了部分电路如图 7，请你在此基础上将 3 电路补充完整，使实验可以完成．
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(3)实验时电压表选________，电流表选________，滑 动变阻器选________(只填代号)．
个分格的总长相等．设主尺每个分格的长度为y，游标每
个分格的长度为x，则有nx＝(n－1)y.
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y 主尺与游标每个分格之差 y－x＝n 为游标卡尺的 最小读数值， 即游标卡尺的精确度． 各种规格的游标卡 尺上，游标尺的分度数 n 是不同的，如 0.1 mm 规格的 1 游标卡尺，n 为 ＝10；0.05 mm 规格的游标卡尺，n 0.1 1 为 ＝20. 0.05
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(3)当滑动变阻器联入电路的阻值为零时，待测电压的 最大值约为0.6 V，所以电压表选B；待测电流的最大值约
为0.6 A，所以电流表选D；若滑动变阻器选G，将超过其
额定电流，所以只能选F.
U L πD2 (4)由 R＝ I 、R＝ρS 和 S＝ 联立可求得电阻率的 4 πUD2 表达式为 ρ＝ . 4IL