实 验 八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

5．考查伏安法测电阻的误差分析
内接法
外接法
电路图
误差原因 电流表分压 U 测＝Ux＋UA 电压表分流 I 测＝Ix＋IV
电阻测 量值
R 测＝Rx＋RA>Rx 测量值大 R 测＝RRx＋xRRVV<Rx 测量值
于真实值
小于真实值
(5)实验中为减少温度的变化对电阻率的影响，采取了以下 措施，其中正确的是___C_____。
2．考查螺旋测微器的读数 方法：固定刻度数 mm＋可动刻度数(估读一位)×0.01 mm。
3．考查电流表和电压表的读数 (1)若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.001…时，需估读到最小刻
度值的下一位。 (3)①图甲用 0.6 A 量程时，对应刻度盘上每一小格代表_0_.0_2_ A， 表针的示数是_0_._4_4_ A；当使用 3 A 量程时，对应刻度盘上每一小 格代表__0_.1__ A，图中表针示数为_2_._2_0_ A。
分分度度的的游游标 标尺尺的的读读数数：：主主尺尺上上读读出出整整毫毫米米数数＋＋游游标标尺尺上上
与主与尺主上尺某上一某刻一度线刻对线齐对的齐游的标游的标格的数格×数521×0。110。
(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则 图(a)、(b)金属丝的直径分别为__2_.1_5_0___ mm，__0_._0_4_8__ mm。
(1)请在图丙虚线框内补充画出完整、合理的测量电 路图。 (2)先将 R0 调至最大，闭合开关 S，调节滑动变阻器 R0，记下各电表读数，再改变 R0 进行多次测量。 在所测得的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算 R 时，若 的示数为 I1， 的示数为 I2，则该金属导体的电阻 R＝____。 (3)该同学用直尺测量导体的长度为 L，用螺旋测微器 测量了外三角形的边长 a。测边长 a 时，螺旋测微器读
现利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻 R，以便进一步测出 该材料的电阻率 ρ： A．电源 E(电动势为 3 V，内阻约为 1 Ω) B．电流表 (量程为 0～0.6 A，内阻 r1 约为 1 Ω) C．电流表 (量程为 0～0.6 A，内阻 r2＝5 Ω) D．最大阻值为 10 Ω 的滑动变阻器 R0 E．开关 S，导线若干
较电大流的表变内化接，法而。电简压单表概的括示为数“变大化内不偏大大，，则小可外采偏用小电”流。表内接法。
(2)下图是测量 Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导 线。请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
3(3．)对考分查压实电物路图，连应线该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三 (部1)分总用的导原线则连：接先起串来后，并然，后接在线滑到动柱变，阻注器意电量阻程丝和两正端负之。中任选一个 (接2)头对，限比流较电该路接，头只和需滑用动笔头画的线电当势做高导低线，，根从据电“源伏正安法极”开部始分，电把表电 源正、负开 接线关柱、的滑情动况变，阻将器“、伏“安伏法安”法部”分部接分入依该次两串点联间起。(来注即意可滑(动注变意 电阻表器的 应调正到负使接“线伏柱安和法量”程部，分滑所动接变两阻点器间应阻调值到最阻小值处最)。大处)。
1．考查电表的选择 (1)电流表的选择 ①根据电路中的最大 电流来选择(如本题)。 ②根据用电器的额定
D．电压表(0～15 V，内阻约 15 kΩ) 电流来选择。
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_B__，电压表应选用_C__(选
填器材前的字母)；
(2)电压表的选择 ①根据被测电阻上的最
大电压来选择(如本题)。 ②根据电源电动势选择。
(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置，并记录对应的 电流表示数 I、电压表示数 U。某次电表示数如图所示，可得该 电阻的测量值 Rx＝UI ＝___5_.2____ Ω。(保留两位有效数字)
4．考查电表读数及数据处理 电流表示数为 0.50 A，电压表示数为 2.60 V，代入公式即可 计算待测电阻的阻值，注意有效数字的要求。
数如图丁所示，则 a＝5_._Hale Waihona Puke __6_5_ mm。用已经测得的物理
量 I1、I2、L、a 及题中所给物理量可得到该金属材料 电阻率的表达式为 ρ＝________。
解析：多用电表读数为：6×1 Ω＝6 Ω；
(1)测量电路如图所示；
(2)由欧姆定律可知：I2r2＝(I1－I2)R，解得
R＝ I2r2 ； I1－I2
中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。
由此可以推断：电路中_7__、__9___(选填图中表示接线柱的数字)之 间出现了_断___路____(选填“短路”或“断路”)。
(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电
流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入
(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是___B___；若在(1)
问中选用乙电路，产生误差的主要原因是___D___。(选填选项前的字母)
A．电流表测量值小于流经 Rx 的电流值
B．电流表测量值大于流经 Rx 的电流值
C．电压表测量值小于 Rx 两端的电压值
D．电压表测量值大于 Rx 两端的电压值
5．(2018·开封模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学所测的 金属导体的形状如图甲所示，其横截面为空心的等边三角形，外等 边三角形的边长是内等边三角形边长的 2 倍，内三角形为中空。为 了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆挡“×1”按正
确的操作步骤粗测其电阻，指针如图乙，则读数应记为___6_____ Ω。
突破点(二) 实验原理与数据处理
[例 2] 某同学通过实验测定一个阻值约为 5 Ω 的电阻 Rx 的阻值。
(1)现有电源(4 V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流
2 A)、开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表(0～3 A，内阻约 0.025 Ω) B．电流表(0～0.6 A，内阻约 0.125 Ω) C．电压表(0～3 V，内阻约 3 kΩ)
2．(2014·福建高考)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、
乙所示，则该金属杆的长度和直径分别6为0_._1__0cm 和4__._2_0mm。
解析：用毫米刻度尺测量时，读数应读到 mm 的下一位，即 长度测量值为 60.10 cm；题图乙中游标卡尺为五十分度游标 卡尺，精确度为 0.02 mm，主尺读数为 4 mm，游标尺第 10 条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为 10×0.02 mm ＝0.20 mm，所以金属杆直径测量值为 4.20 mm。
般有两种——0～0.6 A,0～3 A。如图所示：
(1)接 0～3 V 量程时读数为_1__.8__8___ V。 (2)接 0～15 V 量程时读数为__9_._4____ V。 (3)接 0～3 A 量程时读数为_0__.8__2___ A。 (4)接 0～0.6 A 量程时读数为_0__.1__6___ A。
(3)螺旋测微器读数 a＝5.5 mm＋0.01 mm×16.5＝5.665 mm；导
体的截面积为 S＝ 43a2－ 43a22＝3163a2，则根据欧姆定律 R＝ρLS， 解得 ρ＝ 3 3a2I2r2 。
16LI1－I2
突破点(三) 实验的改进与创新
创新角度 实验装置图 (2014·山东高考)
实验电路应采用图中的____甲____(选填“甲”或“乙”)。 (R22．x(与的)<3临)考 (行示实1a界R)、查 比阻数验V值bR电 较值变试处A计流 ，时比化探接算若表，较不法触法内用法R大：一x：、电：，按较下先外流则电小，将接表可路，如待法外采宜图果测的接采用接电电选用电法好压阻择电流电；表的流 R路表的估x表>，外示计外让接数R值接V电法有R与法压；A较电时；表如大压，若一果的表用根电R变、电x接流电 化较流线表流，大表柱的而表，内示电内宜P接数流先阻采法有表后进用。
A．多次测量 U、I，画 U-I 图像，再求 R 值 B．多次测量 U、I，先计算 R，再求 R 的平均值 C．实验中通电电流不宜过大，通电时间不宜过长 D．多次测量 U、I，先求 U、I 的平均值，再求 R 6.考查数据处理及注意事项 由于金属通电后会发热升温，导致金属导线的电阻率变大，因 此实验中通电电流不宜过大，时间不宜过长。
[集训冲关] 4．(2014·全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 约为
200 Ω，电压表 的内阻约为 2 kΩ，电流表 的内阻约为 10 Ω，
测量电路中电流表的连接方式如图(a)或(b)所示，结果由公式
Rx＝UI 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数。 若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2，则
②图乙使用较小量程时，每小格表示_0_._1_ V，图中指针的示 数为_1_._7_0_ V，若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示 __0_.5__ V，图中表针指示的是__8_.5__ V。
(2)若刻度盘上每一小格为：0.2,0.02,0.5，0.05…时，只需估读到 最小刻度值的位数。
[集训冲关] 1．电压表量程一般有两种——0～3 V,0～15 V；电流表量程一
6．某同学通过实验测量一种合金的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆
发生转动，读数前应先旋紧如图甲所示的部件__B_____(选填
“A”“B”“C”或“D”)。从图甲中的示数可读出合金丝的直径为
_0_._4_1__0__mm。
(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在 图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程
突破点(一) 测量仪器、仪表的读数
[例 1] (2018·广州调研)(1)如图所示的三把游标卡尺，它们 的游标尺自左至右分别为 10 等分、20 等分、50 等分，它们的读 数依次为__1_7_._7___mm，__2_3_.2_0___mm，___3_.2_0___mm。
1.考查游标卡尺的读数
32520 110
3 ． (2018·沧 州 一 中 模 拟 ) 如 图 所 示 ， 螺 旋 测 微 器 的 读 数 为
6.12__0_(_±___0_.m0m2；) 游标卡尺的读数为_5__0_._9_0__ mm。
解析：螺旋测微器的读数为 6 mm＋0.01 mm×12.0＝6.120 mm；游标卡尺的读数为 5 cm＋0.05 mm×18＝50.90 mm。
实验原理 的创新
(2014·四川高考) 实验器材 及数据处 理的创新
创新解读 1.采用教材实验原理测导线 的长度。 2．实验中导线电阻较小，未 直接测量导线电阻值，而是 测量导线电阻与定值电阻的 串联阻值。
1.采用并联规律设计电路。 2．由图像与对应函数关系求 解Rx。
创新角度
实验装置图
(2016·全国卷Ⅲ)
_R__x_1_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1大___于__(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值 Rx2小___于__(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
解析：根据题意知RRAx>RRVx，电压表的分流作用较显著，故 Rx1 更接近待测电阻的真实值。题图(a)的测量值是 Rx 与 RA 串联 的电阻阻值，故 Rx1>Rx 真；题图(b)的测量值是 Rx 与 RV 并联 的电阻阻值，故 Rx2<Rx 真。
实验八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
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方法和读数方法。 3.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。 二、实验器材
被测金属丝、 螺旋测微器 、毫米刻度尺、电池组、电流表、 电压表、滑动变阻器 、开关、导线若干。
实验过程 的创新
创新解读
1.借助安培力、左手定则 考查实验电路的实物连线。 2．结合安培力公式F＝ BIL、牛顿第二定律F＝ ma及直线运动规律，考 查电路调节等，此处的隐 含条件为金属棒的电阻率 一般较小，增加两导轨间 的距离使金属棒接入电路 的部分变长，但电阻增加 很小，所以安培力增大。
[集训冲关]