2018-2019学年高中物理第2章恒定电流第6节第2课时实验测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器练习新人教版
高中物理 第二章 恒定电流 第6节 第2课时 实验测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 新人教
解析:(1)小王同学用电流表外接法,实验数据从零开始测量,所以他重新设 计的实验电路如图所示.
(2)小李同学采用了电流表内接法,用电流表内接法时测得的电阻偏大, 他得到的数据点是用“○”表示的.
电阻时应选择的电路是
.
(4)按所选择的电路图把实物图用导线连接起来.
〚思路探究〛 (1)电池电动势为3 V,选用量程15 V的电压表合适吗? (2)金属丝的电阻约为5 Ω,伏安法测电阻时电流表采用哪种接法? (3)要求实验中获得较大的电压调节范围,滑动变阻器采用哪种接法? 答案:(1)不合适. (2)电流表外接法. (3)分压式接法. 解析:(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm+27.8×0.01 mm=1.778 mm. 测得的金属丝长度为982.0 mm-10.0 mm=972.0 mm. (2)由电池E的电动势3 V,决定了电压表选V1,故选项A正确;结合Rx约为 5Ω,粗略计算电流最大为600 mA,故选A2,故选项D正确;由Rx确定变阻器 选R1,故选项E正确.
(3)金属阻值较小,在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法,题干中要 求实验中获得较大的电压调节范围,故滑动变阻器要采用分压式接法,故 选项D正确. 答案:(1)1.778(1.776～1.780均正确) 972.0 (2)A D E (3)D (4) 实物图连接如图所示
方法总结
仪表的读数与器材的选择 (1)仪表的读数时,应选找准分度值,然后再估读.例如:螺旋测微器的分度值 为0.01 mm,所以要估读到下一位. (2)电表的选择要遵循安全、精确、操作方便的三个原则.有以下几个要点 要牢记. ①先估算电路中各部分的电压、电流的最大值,然后根据该处的电压、电 流值选择要放置的电表. ②要注意电表的指针要指在量程 1 以上,测量才是较精确的.也可以说电路 中的电压、电流最大值在不超过量3 程前提下选量程较小的电表读数误差 较小.
高中物理选修31(人教版)课件：第二章 第6节 第二课时实验：伏安法测电阻和金属电阻率
类型二 误差分析
【典例 2】 在测定一根粗细均匀合金丝 Rx 的电阻 率的实验中，待测合金丝 Rx 的电阻约为 6 Ω.提供的仪器 有：
A．电压表 V(内阻约为 10 kΩ，量程为 3 V) B．电流表 A1(内阻约为 3 Ω，量程为 0.6 A) C．电流表 A2(内阻约为 0.1 Ω，量程为 3 A) D．滑动变阻器 R(阻值为 0～5 Ω，额定电流为 2 A) E．电源 E(电动势为 5 V，内电阻为 1 Ω) F．一个开关、若干导线
第二章 恒定电流
6 导体的电阻 第二课时 实验：伏安法测电阻和
金属电阻率
【实验目的】 1．学会用伏安法测量电阻的阻值． 2．测定金属的电阻率． 【实验原理】 用刻度尺测一段金属导线的长度 L，用螺旋测微器测 导线的直径 d，用伏安法测导线的电阻 R，根据电阻定律， 金属的电阻率 ρ＝RLS＝π4dL2R.
(2)实验电路应采用电流表________接法(填“内”或 “外”)．
解析：伏安法测电阻丝电阻，需要：电池组(3 V，内 阻 1 Ω)；电路最大电流约为：I＝UR＝35 A＝0.6 A，电流 表应选 C；电源电动势为 3 V，因此电压表选 D.
(2)因待测电阻阻值约为 5 Ω，电流表内阻约为 0.125 A，电压表内阻约为 3 kΩ，待测电阻相对于电压表内阻来 说很小，故为小电阻，应选用电流表外接法．
5．拆除实验电路，整理好实验器材．
【数据处理】
1．计算法：利用每次测量的 U、I 值分别计算出电 阻，再求出电阻的平均值作为测量结果．
2．图象法：可建立 I－U 坐标系，将测量的 U、I 值 描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值 R.
【误差分析】
1．采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻 测量值偏大，若误用内接法则安培表分压影响更大．
2019_2020学年高中物理第二章恒定电流实验测定金属的电阻率练习新人教版选修3_
实验:测定金属的电阻率知识点一实验器材选择与注意事项1.(多选)在“探究决定金属丝电阻的因素”的实验中,以下操作中错误的是()A.用毫米刻度尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝的三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变2.在做“测定金属的电阻率”实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属丝的电阻值R x约为20Ω.一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量,这位同学想使被测电阻R x两端的电压变化范围尽可能大.他选用的器材为:电源E:电动势为8V,内阻为1.0Ω;电流表A:量程为0.6A,内阻约为0.50Ω;电压表V:量程为10V,内阻约为10kΩ;滑动变阻器R:最大电阻值为5.0Ω;开关一个,导线若干.(1)根据上述条件,测量时电流表应采用(选填“外接法”或“内接法”).(2)在下面的虚线框内画出实验电路图.(3)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,且电流表内阻R A和电压表内阻R V 均为已知量,用测量的物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式为R x= .知识点二实验数据处理与误差分析3.现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ,电阻丝的阻值R x≈0.5Ω,允许通过的最大电流为0.5A.现提供如下器材:(1)图LS21为四位同学分别设计的“测量部分”的电路,你认为合理的是.图LS2-1(2)实验中滑动变阻器应该选择(选填“R1”或“R2”),并采用接法.(3)根据你在(1)、(2)中的选择,在图LS2-2上完成实验电路的连接.图LS2-2(4)实验中,如果两电表的读数分别为U和I,测得拉直后电阻丝的长度为L,直径为D,则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ= ;(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图LS2-3所示,则该电阻丝的直径D= mm.图LS2-34.[2017·哈尔滨三中期中]某同学在“测金属丝电阻率”的实验中,取一根粗细均匀、长度为L的康铜丝,先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d,然后由伏安法测出康铜丝的电阻,最后求出康铜丝的电阻率.(1)测康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图LS2-4所示,可知康铜丝的直径d= mm.(2)图LS2-5甲是测量康铜丝电阻的原理图,根据原理图在图乙的实物图中画出正确连线.甲图LS2-4乙图LS2-5(3)利用上面的电路图测出的电阻比真实值(选填“偏大”或“偏小”),这种误差叫作(选填“偶然”或“系统”)误差.(4)若调节滑动变阻器,通过多次测量求平均值的方法得到康铜丝的电阻为R,请写出求康铜丝的电阻率的表达式为(用L、d、R等已知字母表示).5.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体尺寸和电阻.图LS2-6(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图LS2-6甲和乙所示,长度为cm,直径为mm.(2)按图丙连接电路后,实验操作如下:①将滑动变阻器R1的滑片置于阻值最(选填“大”或“小”)处,将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0.②将电阻箱R2的阻值调到最(选填“大”或“小”),S2拨向接点2,保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2的阻值为1280Ω.(3)由此可知,圆柱体的电阻为Ω.6.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50cm.(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图LS2-7所示,其读数应为mm,该值接近多次测量的平均值.图LS2-7(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω)、电流表(内阻约为0.1Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)、开关、导线若干.某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表:x中的()图.图LS2-8(3)图LS2-9是测量R x的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)中所选的电路图,完成图中实物间的连线.图LS2-9(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图LS2-10所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第1、5、7次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的电阻值R x= Ω.(保留两位有效数字)图LS2-10(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为(填选项前的字母).A.1×10-2Ω·mB.1×10-3Ω·mC.1×10-6Ω·mD.1×10-8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差,下列关于误差的说法中正确的是(填选项前的字母).A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由读数引起的误差属于系统误差B.由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D.用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差1.AC [解析]实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它的分流作用很小,应采用电流表外接法.故A、C操作错误.2.(1)外接法(2)如图所示(3)[解析](1)待测电阻约为20Ω,R<,故采用电流表外接法.(2)因为要使R x两端的电压变化范围尽可能大,所以滑动变阻器要采用分压式接法,电路图如图所示.(3)电压表分得的电流为I V=,所以R x中的电流为I x=I-I V=I-,则R x===.3.(1)C(2)R1分压(3)如图所示(4)(5)1.205(1.203~1.207均可)[解析](1)电阻丝R x两端的最大电压U=IR x=0.25V,比电压表量程小得多,需要串联一分压电阻,即串联一标准电阻R0,此时R0+R x<,电流表采用外接法,选项C正确;(2)滑动变阻器若选用R2或采用限流接法,调控范围小,应选择R1,并采用分压接法;(3)根据测量电路图和滑动变阻器的分压式接法,实物连线如图所示;(4)待测电阻R x=-R0,由电阻定律得R x==,联立解得ρ=;(5)螺旋测微器的读数为1mm+0.01×20.5mm=1.205mm.4.(1)0.282(0.281~0.283均可)(2)如图所示(3)偏小系统(4)ρ=[解析](1)螺旋测微器的读数为d=28.2×0.01mm=0.282mm.(2)连线如图所示.(3)电流表采用外接法,测出的电阻比真实值偏小,这种误差叫作系统误差.(4)由电阻定律R==,则康铜丝的电阻率ρ=.5.(1)5.035.315(5.313~5.317均可)(2)①大②大(3)1280[解析](1)游标卡尺读数为5.0cm+0.1×3mm=50.3mm=5.03cm,螺旋测微器读数为5mm+0.01×31.5mm=5.315mm.(2)①考虑电路安全性,闭合开关前R1应调为最大值.②为防止烧坏电流表,R2应从最大值开始逐渐调小,所以最初R2应调到最大值.(3)此电路利用等效替代法测电阻,所以R圆柱体=R2=1280Ω.6.(1)0.397(0.395~0.399均可)(2)甲(3)如图甲所示(4)如图乙所示4.5(4.3~4.7均可)(5)C(6)CD[解析](2)通过给定的数据发现电压接近从0开始,故滑动变阻器采用分压式接法.(3)实物连线图如图甲所示.甲(4)图线应过原点,且使大多数点在一条直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,明显偏离的点应舍去,如图乙所示,由图像可知,R x=4.5Ω.乙(5)R=,S=π,取d≈4×10-4m,l=0.5m,R=4.5Ω,解得ρ≈1×10-6Ω·m.(6)系统误差是由仪器的某些不完善或实验方法不够完善等产生的,其测量结果总是偏大或偏小;偶然误差具有随机性,可以通过多次测量取平均值来减小偶然误差.。
高中物理3-1恒定电流第2章 实验1测定金属的电阻率
答案：(1)0.700
(2)见解析图
(3)B
D
F
πD2U (4) 4IL
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实验要点精讲
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物理 ·选修3-1（A）
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七、注意事项 1．由于被测金属导线的阻值较小，为了减小测量误差，应 选用电流表外接法． 2．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有 效电阻值最大的位置． 3．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜 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 线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大．
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A．电源E(电动势为3.0 V，内阻不计) B．电压表V1(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ) C．电压表V2(量程为0～15.0 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) F．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A) G．滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A) H．定值电阻R0(阻值为3 Ω) I．开关S一个，导线若干
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2．读数方法 测量值＝固定刻度B上的整毫米数＋0.5 mm(判断半刻度是 否露出，未露出时为0)＋0.01 mm×可动刻度上对齐的格数(估 读)．
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高中物理 第二章 恒定电流 2.12 实验 测定金属的电阻率 新人教版选修3-1
(3)根据电阻定律R= l ，得金属丝电阻率ρ= R S 。
S
l
【实验器材】 Βιβλιοθήκη 米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、 滑动变阻器(阻值范围0～50Ω)、电池组、开关、被测 金属丝、导线若干。
【实验过程】 一、实验步骤 1.测直径：用螺旋测微器(或游标卡尺)在被测金属导 线上三个不同位置各测一次直径，并记录。 2.连电路：按如图所示的电路图连接实验电路。
条刻度线在主尺的1 mm刻度左边0.02 mm处，游标尺的 第二条刻度线在主尺的2 mm刻度左边0.04 mm处等等。 若游标尺的第n条刻度线与主尺的刻度线重合，则毫米 以下的读数就等于0.02×n毫米。
(3)读数规则。 整毫米数由主尺读出；小数部分由游标尺和主尺读出： 若用X表示由主尺上读出整的毫米数，n表示从游标尺 上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记 录结果表示为：(X+n×精确度)mm。
5.拆除实验电路，整理好实验器材。
二、数据处理
1.在求Rx的平均值时可用两种方法： (1)用Rx= UI 分别算出各次的数值，再取平均值。 (2)用U -I图线的斜率求出。
2.计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电 阻率计算式ρ= d 2 U 。
4 lI
【实验探究】 1.在用伏安法测电阻时，为什么通过待测导线的电流 强度不宜过大，通电时间不宜过长？ 提示：电流过大，通电时间过长，会使金属导线的温 度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大， 出现误差。
3.量长度：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，并记录。 4.求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电 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。改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几 组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格 内，断开开关S。
高中物理第二章恒定电流第6节第2课时实验二：测定金属的电阻率课件新人教版选修3_1
答案：(1)外接法 (2)见解析图 URV (3) IRV－U
4．在“探究电阻与 长度、横截面积的关 系”的实验中，用刻度 尺测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，金属 丝的匝数为 30，用米尺测出金属丝的长度 L，金 属丝的电阻大约为 5 Ω，先用伏安法测出金属丝 的电阻 R，然后用控制变量法探究电阻与导体长 度、横截面积的关系。 (1) 从 图 中 读 出 金 属 丝 的 直 径 为 ________mm。
五、数据处理 1．在求 Rx 的平均值时可用两种方法 U (1)用 Rx＝ I 分别算出各次的数值，再取平均值。 (2)用 UI 图线的斜率求出。 2．计算电阻率将记录的数据 Rx、l、d 的值代入电 S πd2U 阻率计算式 ρ＝Rx l ＝ 。 4lI
六、误差分析 1．金属丝的横截面积是利用直径计算而 得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由 于采用的是电流表外接法，测量值小于真实 值，使电阻率的测量值偏小。
回答下列问题： (1) 实 验 中 滑 动 变 阻 器 应 选 ________(填“R1”或“R2”)， 闭合开关 S 前 应将滑片移至________端(填“a”或“b”)。
(2)在实物图中，已正确连接了部分导线， 请根据图甲电路完成剩余部分的连接。
(3)调节滑动变阻器，当电流表的读 数为 0.50 A 时， 电压表示数如图乙所示， 读数为 ________V 。 (4) 导线实际长度为 ________m(保留 2 位有效数字)。
再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 Rx， 从而确 定导线的实际长度。可供使用的器材有： 电流表：量程 0.6 A，内阻约 0.2 Ω； 电压表：量程 3 V，内阻约 9 kΩ； 滑动变阻器 R1：最大阻值 5 Ω； 滑动变阻器 R2：最大阻值 20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω；电源：电动势 6 V，内阻可不 计；开关、导线若干。
2020_2021学年高中物理第二章恒定电流6实验：测定金属的电阻率
反思总结,
(1)游标卡尺的读数应注意以下几点 ①看清精确度 例如(图甲)
易错成 11＋4×0.1 mm＝11.40 mm 正确的应为 11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加 零或去零 例如(图乙)
如图所示，固定刻度示数为 2.0 mm，而从可动刻度上读的 示数为 15.0，最后的读数为 2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.
2．游标卡尺： (1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测 量爪)，游标尺上还有一个深度尺(如图所示)．
(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．
(2)用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此 示数为___2_.0_6_0__ mm.
解析：圆柱体的直径为 8 mm＋47.0×0.01 mm＝8.470 mm； 长度为 20 mm＋12×0.05 mm＝20.60 mm＝2.060 cm.
热点二 实物连线及数据处理 2利用螺旋测微器、米尺和图甲所示的器材(其中电流表的内 阻为 1 Ω，电压表的内阻为 5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为 5 Ω 的金属丝的电阻率．
实验基础 一、实验原理及步骤 1．螺旋测微器：
(1)构造：如图，S 为固定刻度，H 为可动刻度． (2)原理：可动刻度 H 上的刻度为 50 等份，则螺旋测微器的 精确度为 0.01 mm.
(3)读数． ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半 毫米部分由可动刻度读出． ②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)． ③
18学年高中物理第二章恒定电流2.2实验：测量金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)课件新人教版选修3_1
图线的斜率反映了金属丝的电阻,因此金属丝的电阻值Rx≈4.4 Ω 。
������ ������������ π������������2 (5)根据 R=ρ 得金属丝的电阻率 ρ= = = ������ ������ 4������ 3.14×4.4× (0.398×10-3)2 Ω· m≈1.09× 10-6 Ω · m,故选项 C 4×0.5
解析:(1)从图中可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.53 cm,故直 2.53cm 径为 30 ≈0.084 3 cm=0.843 mm(0.841~0.848均可)。 (2)因为两节干电池的电动势是3 V,用3 V量程的电压表A;因为金 属丝的电阻大约为5 Ω ,如果把3 V的电动势全加在金属丝上,电流 才是0.6 A,因此用量程是0.6 A的电流表C;此题中金属丝的电阻大 约为5 Ω ,为了减小实验误差,应选10 Ω 的滑动变阻器E。 答案:(1)0.843(0.841~0.848) (2)A C E
二、仪器的读数及数据处理 【例题2】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。
图1 (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图1 所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(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: 2 3 4 5 6 7 次数 1 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图2中的 “甲”或“乙”)图。 (选填
2018_2019高中物理第二章恒定电流2.12实验测定金属的电阻率课件新人教版选修3_1
常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20 格的、50格的，其读数见下表： 刻度格数 (分度) 10 20 50 每小格与 精确度 刻度总长度 1 mm的差值 (可准确到) 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
(3)读数。 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出， 不足半毫米部分由可动刻度读出。 ②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)。
③如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，而从可动刻度 上读的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
4.计算出金属丝的电阻率：将测得的R、l、d的值，代
2 RS d 入电阻率计算公式ρ = R 。 l 4l
【注意事项】 1.测量金属丝的长度时应当测量连入电路的金属丝的 有效长度(而不是金属丝的总长度)。 2.由于被测金属丝的阻值较小，为了减小测量误差， 应选用电流表外接法。 3.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。
A.直流电源(输出电压为3 V)
B.电流表A(量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω )
C.电压表 V(量程0～3 V，内阻3 kΩ )
D.滑动变阻器(最大阻值20 Ω )
E.开关、导线等
Байду номын сангаас
(1)从图中读出金属丝的直径为________mm。 (2)根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图。 (3)若根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx=4.0 Ω ，则这 种金属材料的电阻率为________Ω · m(保留两位有效数 字) 。
2018_2019学年高中物理第二章恒定电流2.12实验测定金属的电阻率课时检测区.doc
2.12 实验测定金属的电阻率课时检测区·能力达标1.(多选)用伏安法测未知电阻R x时，若不知道R x的阻值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路按如图所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表示数变化的情况，那么( )A.若电流表示数有显著变化，S应接aB.若电流表示数有显著变化，S应接bC.若电压表示数有显著变化，S应接aD.若电压表示数有显著变化，S应接b【解析】选B、C。
若S分别接触a、b时，电流表示数变化显著，则说明电压的分流作用强即R x是一个高阻值电阻，应选用电流表内接法测量，故B选项正确；若电压表示数变化显著，则说明电流表分压作用强，即R x是一个低阻值电阻，应选用电流表外接法测量，故C 选项正确。
【补偿训练】如图所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：(1)待测电阻R x(约100 Ω)(2)直流毫安表(量程0～20 mA，内阻50 Ω)(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)(4)直流电源(输出电压6 V，内阻不计)(5)滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)(6)开关一个，导线若干根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。
【解析】(1)先确定采用电流表内接电路还是外接电路。
因为==2<==50，所以采用电流表外接。
(2)再确定滑动变阻器是采用限流式接法还是分压式接法。
若采用限流式接法，则滑动变阻器阻值达到最大值时，电阻中电流最小，I== A≈36 mA，此时电阻R x的电压约为3.6 V，均已超过电流表和电压表量程，故必须采用滑动变阻器分压式接法。
实验电路和实物连线如图所示。
答案：见解析图2.某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图甲所示，可知此次测得康铜丝的直径为______mm。
乙图是测量康铜丝电阻的原理图，利用该电路图测出的电阻值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
学年高中物理第二章恒定电流实验测定金属的电阻率课后提升作业新人教版选修.doc
2.12 实验测定金属的电阻率课后提升作业1.一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到的结果如图所示，游标卡尺示数为________cm，螺旋测微器示数为________cm。
【解析】游标卡尺的主尺读数为10 mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标尺读数为0.05×10 mm=0.50 mm，所以最终读数为主尺读数+游标尺读数=10 mm+0.50 mm=10.50 mm=1.050 cm；螺旋测微器的固定刻度读数为10 mm，可动刻度读数为0.01×44.6 mm=0.446 mm，所以最终读数为固定刻度读数+可动刻度读数=10 mm+0.446 mm=10.446 mm=1.044 6 cm。
答案：1.050 1.044 6(1.044 3～1.044 8)2.某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。
采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5Ω。
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(选填“a”或“b”)、导线②连接________(选填“c”或“d”)。
(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω。
(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)。
A.①连接a，②连接cB.①连接a，②连接dC.①连接b，②连接cD.①连接b，②连接d【解析】(1)内阻约为3kΩ的电压表大约是待测电阻的600倍，待测电阻阻值约为0.1Ω的电流表的50倍，通过比较可知待测电阻是小电阻，所以采用外接法，导线①连接a点，题目要求采用分压电路接线，导线②连接d点。
(2)根据给定的数据画出如图的U-I图象，通过图象得R2==Ω=4.5Ω(3)如图R1的沿电流方向的长度是R2长度的10倍，R1的横截面积是R2横截面积的10倍，由电阻定律R=ρ可知导体R1和R2的电阻相同，则最优的连线应选B。
高中物理 第2章 恒定电流 实验：测定金属的电阻率课件1高二选修31物理课件
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2．(2018·张家口市模拟)在“测定金属丝的电阻率”的实验 中，某同学进行了如下测量：
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度，测 量 3 次，求出其平均值 L，其中一次测量结果如图甲所示，金属 丝的另一端与刻度尺的 14.10 cm 刻线对齐，可得金属丝接入电 路的长度为________cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不 同的位置测量 3 次，求出其平均值 d，其中一次测量结果如图乙 所示，图中示数为________mm.
分流作用，电流测量值偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值小于
真实值．
根据电阻定律可知，R＝ρLS，解得电阻率 ρ＝π4UILd2.
答案：(1)10.00
0.700
(2)偏小
πUd2 4IL
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3．某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V、内 阻约为 3 kΩ 的电压表和量程为 0.6 A、内阻约为 0.1 Ω 的电流 表．采用分压电路接线，图 1 是实物的部分连线图，待测电阻为 图 2 中的 R1，其阻值约为 5 Ω.
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答案：(1)a d (2)如图所示 4.4～4.7 (3)B
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4．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率， 部分步骤如下：
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直 径，某次测量的示数分别如图甲、乙所示，长度为________mm， 直径为________mm.
2020_2021学年高中物理第二章恒定电流实验2：测定金属的电阻率课件新人教版选修3_120210
(3)图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将 滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。
(4)为测量Rx,利用图2甲所示的电路,调节滑动变阻器 测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图象如 图3所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电
压U2和电流I2的值,数据如表:
8
Ω,所以Rx=23.5
Ω。
答案:(1)C (2)不同 (3)图见解析 (4)图见解析
(5)23.5(23.0～24.0都算对)
类型1 实验仪器的读数 【典例1】(1)用螺旋测微器测量圆柱体的直径时,示数 如图甲所示,此示数为________mm。 (2)用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示, 此示数为________mm。
【解析】(1)螺旋测微器的读数=固定刻度读数+可动 刻度读数,题中螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm,可 动刻度读数为47.0×0.01 mm=0.470 mm,所以读数 为 8 mm+0.470 mm =8.470 mm。
请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图象。
(5)由此,可求得电阻丝的阻值Rx=________Ω。根据电 阻定律可得到电阻丝的电阻率。
【解析】(1)在测量时,为了不损坏被测物体,旋动微调 方旋钮即C,直到听见“喀喀”的响声; (2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进行多次 测量;
(3)按照原理图,将实物图连线如图:
(4)读数;若用x表示从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度线对齐的游标的格数, 则记录结果表示为(x+K×精确度) mm。
【注意事项】 1.因一般金属丝电阻较小,为了减少实验的系统误差, 必须选择电流表外接法。 2.本实验若用限流式接法,在接通电源之前应将滑动变 阻器调到阻值最大状态。
2021-2022学年高中物理 第2章 恒定电流 实验：测定金属的电阻率学案 新人教版选修3-1
实验：测定金属的电阻率[学习目标]1.[科学方法]掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
2.[科学方法]掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
3.[科学思维]学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。
一、游标卡尺和螺旋测微器的读数1．游标卡尺(1)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm。
(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，则记录结果表达为(x＋K×精度)mm。
2．螺旋测微器(1)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
(2)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。
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)。
二、实验原理和方法由R ＝ρl S 得ρ＝RSl，因此，只要测出金属丝的长度l 、横截面积S 和金属丝的电阻R ，即可求出金属丝的电阻率ρ。
1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R ⎝⎛⎭⎪⎫R ＝U I 。
电路原理如图所示。
2．用毫米刻度尺测量金属丝的长度l ，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S 。
3．将测量的数据代入公式ρ＝RSl求金属丝的电阻率。
三、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。
四、实验步骤 1．直径测定用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d ，计算出导线的横截面积S ＝πd 24。
精品-新人教版2019春高中物理第2章恒定电流专题实验：测定金属的电阻率同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器课
第二章 专题 实验：测定金属的电阻率（同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器）1．(2016·重庆杨家坪中学高二上学期期中)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度L ，用螺旋测微器测量圆柱体的直径d ，示数如图所示。
由图可读出L ＝__2.25___cm ，d ＝__6.860___mm 。
解析：游标卡尺的主尺读数为22mm ，游标读数为0.1×5mm＝0.5mm ，所以最后读数为：22.5mm ＝2.25cm 。
螺旋测微器的固定刻度读数为6.5mm ，可动刻度读数为36.0×0.01mm＝0.360mm(0为估读)，所以最后读数为6.860mm 。
2．在“测定金属电阻率”的实验中，用千分尺测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻。
千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则可读出该金属丝的直径是__1.400___mm ，金属丝的电阻值是__11.4___Ω(要求保留3位有效数字)，除此以外，还需测量的物理量是__金属丝的长度___，电路选择电流表__外___(选填“内”或“外”)接法。
解析：金属丝的直径：d ＝1mm ＋0.01×40.0mm＝1.400mm 。
电压表、电流表的示数分别为5.0V 和0.44A 。
由欧姆定律得：R ＝5.00.44Ω≈11.4Ω。
由R ＝ρl S 得金属丝的电阻率ρ＝RS l，故除了电阻R 、金属丝横截面积S 需要测量外，还需要测量金属丝长度l 。
由于金属丝电阻较小，为减小误差，实验中应采用电流表的外接法。
3．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和图(b)所示，长度为__5.01___cm ，直径为__5.315___mm 。
(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下：(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最__大___处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；(b)将电阻箱R2的阻值调至最__大___(填“大”或“小”)；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；(3)由此可知，圆柱体的电阻为__1280___Ω。
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第2课时实验:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
1.(2018·武汉外国语学校高二周测)现有一合金制成的圆柱体.为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(甲)和图(乙)所示.
(1)由上图读得圆柱体的直径为mm,长度为cm.
(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D,L表示,则用
D,L,I,U表示的电阻率的关系式为ρ=.
解析:(1)由题图(甲)知,圆柱体的直径为1.5 mm+34.4×0.01 mm
=1.844 mm,长度为42 mm+8×0.05 mm=42.40 mm=4.240 cm.
(2)由I=,R=ρ及S=π得ρ=.
答案:(1)1.844(1.842～1.846)4.240(2)
2.在测定金属的电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:R x(阻值约4Ω,额定电流约0.5 A).
电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ).
电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2Ω);A2(量程3 A,内阻约0.05Ω).
电源:E1(电源电压为3 V);E2(电源电压为12 V).
滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω).
螺旋测微器:毫米刻度尺.
开关S,导线.
(1)若滑动变阻器采用限流式接法,为使测量尽量精确,电流表应选,电源应选(均填器材代号).
(2)在虚线框中画出电路原理图.
解析:(1)在用伏安法测电阻的实验中,为使测量尽量精确,则电流表、电压表指针需达到半偏以上,又因待
测金属丝的额定电流约0.5 A,所以电流表选A1,电源选E1即可.(2)电路原理图如图所示.
答案:(1)A1E1(2)电路原理图见解析
3.(2017·天津市南开中学高二期末)某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率,他们截取了一段电线,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2Ω,为提高测量的精度,该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(用R x表示)的电阻.
A.电源(提供的电压U0为3.0 V)
B.电压表V1(量程为0～3.0 V,内阻约为2 kΩ)
C.电压表V2(量程为0～15.0 V,内阻约为6kΩ)
D.电流表A1(量程为0～0.6 A,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程为0～3.0 A,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流2.0 A)
G.滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ,额定电流1.0 A)
H.定值电阻R0(阻值为3Ω)
I.开关S一个,导线若干
(1)为提高实验的精确度,请你为该实验小组设计电路图,并画在下面的方框中.
(2)实验时电压表选,电流表选,滑动变阻器选(只填代号).
(3)某次测量时,电压表示数为U,电流表示数为I,则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ=.
解析:(1)比较电压表内阻、电流表内阻和待测电阻的大小关系,可得测量电路必须用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法和限流式接法均可(如图).
(2)电源提供的电压为3.0 V,考虑到电压表的量程和精确度两个因素,电压表应选V1;干路中电流的最大值
I max== A=0.6 A,电流表应选A1;考虑到实验的准确性,滑动变阻器应选R1.
(3)由R==ρ=ρ·,得ρ=.
答案:(1)见解析(2)BDF(3)
4.利用如图(甲)所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω.带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上.在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.
实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.将选用的实验器材按照图(甲)连接实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关.记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
F.断开开关,整理好器材.
(1)某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图(乙)所示,则d=
mm;
(2)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图(丙)所示的R - L
关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率表达式ρ=(用给定的物理量符号和已知常数表示).
(3)本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果(选填“有”或“无”)影响.
解析:(1)螺旋测微器的读数为d=0.5 mm+23.0×0.01 mm=0.730 mm;
(2)根据欧姆定律,应有I=,可得R=-R x,根据导体的电阻公式应有R x=,联立以上两式可得
R=-L+,根据函数斜率的概念应有=,
解得ρ=.
(3)本题中若考虑电流表内阻R A,则有:R=-L+-R A,对图像的斜率没有影响,即电流表内阻对电阻率的测量结果无影响.
答案:(1)0.730(2)(3)无
(教师备用)
1.在测金属丝的电阻率的实验中,下列说法中错误的是(C)
A.用伏安法测电阻时,可采用电流表外接法
B.实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出平均电阻
C.应选用毫米刻度尺测金属丝的长度三次,然后求出平均长度l
D.实验中电流不能太大,以免电阻率发生变化
解析:测量的是接入电路中的金属丝的有效长度.故C错.
2.(2017·湖北宜昌市葛洲坝中学高二测试)如图(甲)所示,某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验,将已知直径为d的待测金属丝固定在接线柱a,b上,在金属丝上安装一个小金属滑片c,连接好电路,电路中R0是保护电阻.已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻,电压表的分流作用可以忽略不计.闭合开关后得电流表的读数为I0,电压表的读数为U0调节滑片c的位置,分别测出长度L及所对应的电压值U,然后作出U-L图像.如图(乙)所示.
(1)在下图所示的A,B,C三个测量电路应选电路.
(2)根据所选电路图在图(甲)中进行实物连线.
(3)测得图(乙)中图线的斜率为k,由此可得该金属丝的电阻率为.
解析:(1)待测电阻是金属丝ac部分,依题意应采用电流表外接法,故选A电路;
(3)由实验原理R==ρ,S=π,得ρ=,又k=,故ρ=k.
答案:(1)A(2)实物连线如图所示
(3)k。