2020高考物理一轮总复习第八章恒定电流实验课1测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器课件新人教版

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.
(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电 源应选________．(均填器材代号)
在线框内完成电路图．
解析：(1)螺旋测微器固定刻度读数为 1.5 mm，可动刻度的读数为 27.6×0.01 mm ＝0.276 mm，最终读数为 1.5 mm＋0.276 mm＝1.776 mm.
解析：(1)本题中，待测电阻 Rx 的阻值约 25 kΩ，直流电源电动势为 20 V，经粗 略计算电路中的最大电流 Imax≈ER＝25×201V03 Ω＝800 μA，所以电流表选择 B；虽然电 压表 C 的量程不足，但是相比起来，电压表 D 的量程超过太多，读数偏小，所以电 压表选择 C.
(2)由题图可知，电路在接线上存在的问题为①电流表应采用内接法；②滑动变 阻器应采用分压式接法．
(2)现用伏安法较准确的测一个阻值约为 30 kΩ 的电阻，可供选用的实验仪器有 A．电源(电动势 3 V，内阻约为 0.5 Ω) B．电源(电动势 16 V，内阻约为 2 Ω) C．电流表(量程 0～1 mA，内阻约为 250 Ω) D．电流表(量程 0～500 μA，内阻约为 500 Ω) E．电压表(量程 0～3 V，内阻约为 10 kΩ) F．电压表(量程 0～15 V，内阻约为 50 kΩ) G．滑动变阻器(阻值 0～200 Ω，额定电流 1.0 A) H．开关和导线若干 ①实验电路应选取的仪器是________(用字母表示)； ②画出实验电路图．
第八章 恒定电流
测定金属的电阻率
(同时练习使用螺旋测微 器)
栏 板块一 基 1 目 础回顾 导 板块二 考点 2
突破
航
板块 基础回顾 一 提能
明体系、知细节、强化
一、实验基础知识
二、数据处理
1．在求 Rx 的平均值时可用两种方法 (1)第一种是用 Rx＝UI 算出各次的数值，再取平均值． (2)第二种是用 U-I 图线的斜率求出． 2．计算电阻率：将记录的数值 U、I、l、d 的值代入电阻率计算公式 ρ＝RxSl ＝π4dl2IU.
答案：(1)B C (2)①电流表应采用内接法 ②滑动变阻器应采用分压式接法
2．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值 约 4 Ω)；
电压表： (量程 3 V，内阻约 3 kΩ)；
电流表： (量程 0.6 A，内阻约 0.2 Ω)；
(量程 3 A，内阻约 0.05 Ω)； 电源：E1(电动势 3 V，内阻不计)； E2(电动势 12 V，内阻不计)； 滑动变阻器：R(最大阻值约 20 Ω)； 螺旋测微器、毫米刻度尺、开关 S、导线若干．
(2)伏安法测电阻，电压表只有一个，量程等于 3 V，通 过电阻 Rx 的电流最大不能超过34A＝0.75 A，电流表量程 3 A 太大，所以选择量程 0.6 A 的电流表．由于电流不超过 0.6 A， 若选择 12 V 的电源，滑动变阻器允许的调节范围太小，所 以电源选择 E1.滑动变阻器采用限流接法，和待测电阻串联，由于 Rx2<RARV，所以电 流表选择外接法．
(2)由于螺旋测微器校零时有误差，估读为 0.003 mm，测量后的读数为 0.645 mm， 要去掉开始误差，可得合金丝的直径为 0.642 mm(0.640～0.644 mm 均可)．
答案：(1)17.5 23.35 (2)0.003 0.642(0.640～0.644 均可)
2．(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分、49 mm 长 50 等分，它们的读数依次为________mm、 ________mm、________mm.
2．螺旋测微器 (1)结构
|反 思 总 结 |
(2)读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动 刻度数(估读一位)×0.01(mm)．
|练高分| 1．(1)如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为 9 mm 长 10 等分、 19 mm 长 20 等分，则读数依次为________mm、________mm.
(2)固定刻度示数为 1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为 15.0，最 后的读数为 1.0 mm＋15.0×0.01 mm＝1.150 mm.
答案：(1)17.7 23.85 3.14 (2)1.150(1.149～1.151 均可)
考点二 仪器的选取和电路设计——师生共研
|研典例| 【例】 (1)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量电阻丝的 直径 d，其中一次测量结果如图所示，则图中读数为 d＝________mm.
|反 思 总 结 |
(3)实验试探法：按电路图接好电路，让电压表一根接线柱 P 先后与 a、b 处接
触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电
流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采
用电流表内接法．
|练高分| 1．某同学测量阻值约 25 kΩ 的电阻 Rx，现备有下列器材： A．电流表(量程 100 μA，内阻约 2 kΩ)； B．电流表(量程 500 μA，内阻约 300 Ω)； C．电压表(量程 15 V，内阻约 100 kΩ)； D．电压表(量程 50 V，内阻约 500 kΩ)； E．直流电源(20 V，允许最大电流 1 A)； F．滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ，额定功率 1 W)； G．开关和导线若干．
(2)用伏安法测金属丝的电阻 Rx.实验所用器材为：电池组(电动势 3 V，内阻约 1 Ω)、电流表(内阻约 0.1 Ω)、电压表(内阻约 3 kΩ)、滑动变阻器 R(0～20 Ω，额定电 流 2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测 量，记录数据如下：
板块 考点突破 二 通关
研典例、练高分、考点
考点一 测量仪器的读数——师生共研
|研典例| 【例】 (1)图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该 用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的 内径为________mm.
(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直 径的过程如图所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.
三、误差分析 1．测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差． 2．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 Rx 测<Rx 真， 由 Rx＝ρSl ，知 ρ 测<ρ 真． 3．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．
四、注意事项 1．先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量． 2．电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法． 3．电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致 电阻率在实验过程中变大．
|反 思 总 结 |
电流表内、外接法的选择 (1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较， 若 Rx 较小，宜采用电流表外接法；若 Rx 较大，宜采用电流表内接法．简单概括 为“大内偏大，小外偏小”．
(2)临界值计算法： Rx< RVRA时，用电流表外接法； Rx> RVRA时，用电流表内接法．
[解析] (1)螺旋测微器的固定刻度读数为 0.5 mm，可动刻度读数为 0.01×35.0 mm＝0.350 mm，则最终读数为 0.850 mm.
(2)①为准确测量电阻阻值，应进行多次测量，测出多组实验数据，电源电动势 应大一点，因此电源应选 B(电动势 16 V，内阻约为 2 Ω)；电源电动势是 16 V，量程 为 0～3 V 的电压表量程太小，因此电压表应选 F(量程 0～15 V，内阻约为 50 kΩ)； 通过待测电阻的最大电流约为 I＝RE＝0.000 5 A＝0.5 mA＝500 μA，因此电流表可以 选 D(量程 0～500 μA，内阻 500 Ω)，所以实验电路应选取的仪器是 BDFGH.
[答案] (1)A 11.30 (2)0.007(0.005～0.008 都对) 0.638(在 0.636～0.640 都算 对)
1．游标卡尺 (1)结构
|反 思 总 结 |
两类常用工具的结构及读数方法
(2)精度：对应关系为 10 分度 0.1 mm,20 分度 0.05 mm,50 分度 0.02 mm. (3)读数：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与主尺上 某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果尺寸较小管件的内径用游标卡尺的 A 进行测量； 测量尺寸较小管件的外径用游标卡尺的 B 进行测量；测量深度用游标卡尺的 C 进行 测量．钢笔帽的内径为 11 mm＋6×0.05 mm＝11.30 mm.
(2)校零时的读数为 0＋0.7×0.01 mm＝0.007 mm.测量后读数 0.5＋14.5×0.01 mm＝0.645 mm.合金丝的直径为 0.645 mm－0.007 mm＝0.638 mm(在 0.636～0.640 mm 都算对)．
答案：(1)1.776(1.775～1.777 均可) A1 E1 图见解析
考点三 数据处理与分析——师生共研
|研典例| 【例】 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝 接入电路部分的长度约为 50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示，其读数 应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．
②为了准确测出电阻阻值，应测出多组实验数据，又因为滑动变阻器阻值远小 于待测电阻阻值，因此滑动变阻器应采用分压接法；待测电阻阻值约为 30 kΩ，电压 表内阻约为 50 kΩ，电流表内阻约为 500 Ω，电流表内阻远小于待测电阻阻值，可以 采用电流表内接法，实验电路图如图所示．
[答案] (1)0.850 (2)①BDFGH ②图见解析
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是 ________mm.
解析：(1)最上面图读数：整毫米是 17，不足 1 毫米数是 7×0.1 mm＝0.7 mm， 最后结果是 17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.中间图读数：整毫米是 23，不足 1 毫米数是 17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是 23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm.最下面图读数： 整毫米是 3，不足 1 毫米数是 7×0.02 mm＝0.14 mm，最后结果是 3 mm＋0.14 mm ＝3.14 mm.
(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直 径 的 过 程 如 图 丙 、 丁 所 示 ， 校 零 时 的 读 数 为 ________mm ， 测 得 合 金 丝 的 直 径 为 ________mm.
解析：(1)题图甲读数：主尺读数为 17 mm，游标尺读数是 5×0.1 mm＝0.5 mm， 最后结果是 17 mm＋0.5 mm＝17.5 mm.题图乙读数：主尺读数为 23 mm，游标尺读 数是 7×0.05 mm＝0.35 mm，最后结果是 23 mm＋0.35 mm＝23.35 mm.
(1)电流表应选________，电压表应选________．(填器材代号) (2)该同学正确选择仪器后连接了如图所示电路，为保证实验顺利进行，并使测 量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
①_______________________________________________________________； ②_______________________________________________________________.