(新课标)2018年高考物理一轮复习第八章恒定电流实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)试题

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推荐-高考物理大一轮复习第八章恒定电流实验八测定金属的电阻率课件

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完成下列填空:
(1)由螺旋测微器测量金属导线的直径d,其示数如图(乙)所示,该金属导
线的直径d=
mm.
(2)如果实验时既要保证安全,又要测量误差较小,保护电阻R应选 .
(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U作
出的U-x图线如图(丙)所示,其中图线的斜率为k,则金属导线的电阻率
方法技巧 (1)欧姆表读数时电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积. (2)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. 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,无需向下一位估读.
【教师备用】 有一金属材料制成的圆柱形物体,当用游标卡尺来测它的
l
0.5
=8.16×10-7 Ω·m.
答案: (4)4.25 8.16×10-7
热点三 电阻的测量
【例4】 (2016·全国Ⅱ卷,23)某同学利用图(甲)所示电路测量量程为2.5
V的电压表 的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最
大阻值99 999.9 Ω ),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω ),滑动变阻器R2(最大 阻值5 kΩ ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.
I=0.36 A,根据部分电路的欧姆定律可得Rx=U I
= 2 . 4 0Ω=6.7 Ω.
0 .3 6
(3)第(2)问中计算出来的电阻实际上是电流表和金属丝的总电阻,则电流
表的内阻约为RA=0.7 Ω,因此采用电流表内接法测量小电阻的阻值时,电 流表的内阻对测量值的影响很大.
答案: (1)6 (2)6.7 (3)很大

高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第3讲 实验 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第3讲 实验 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
I
(2)用U-I图线的斜率求出阻值。
2.计算电阻率
将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ=Rx S = d 2 U。
l 4 lI
[注意事项] 1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外 接法。 2.实验连线时,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, 反复测量三次,求其平均值。 4.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。
4.U、I测量:把滑动变阻器的滑片调节到使其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,记入表格内,断开开关S。
5.拆去实验线路,整理好实验器材。
[数据处理]
1.在求Rx的平均值时可用两种方法
(1)用Rx=U 分别算出各次的阻值,再取平均值。
五、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1.两种接法的比较
RE R R0
E
E
E
R R0
R
R
由上表可以看出:滑动变阻器的分压式接法中,电压和电流的调节范围 很大,限流式接法较节能。 2.两种接法的选择 (1)两种接法的一般适用条件 a.限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不 多或比滑动变阻器的总电阻还小); b.分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要 大)。 (2)必须采用分压式接法的三种情况
第3讲 实验:测定金属的电阻率 (同时练习使用螺旋测微器)

全国通用版2018高考物理大一轮复习第八章恒定电流实验八测定金属的电阻率课件

全国通用版2018高考物理大一轮复习第八章恒定电流实验八测定金属的电阻率课件

方法技巧
(1)欧姆表读数时电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积.
(2)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.
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,无需向下一位估读.
【教师备用】 有一金属材料制成的圆柱形物体,当用游标卡尺来测它的 截面直径d时,示数如图(甲)所示,则d= 体两端的电压为U= mm.然后利用伏安法测量 A.
分度的游标卡尺读数,小数点后面有2位数字,最后1位数可能的值是
0,2,4,6,8.
【教师备用】 (2014·福建卷,19)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为 mm. cm和
解析:刻度尺的分度值为1 mm,要估读到0.1 mm.游标卡尺读数=4 mm
(3)根据这两个测量值可知,采用如图(乙)的电路测量较小阻值的电阻时,
电流表的内阻对测量值的影响
(选填“很大”或“很小”).
〚核心点拨〛 (1)多用电表欧姆挡的表盘,要注意0刻度在右边,读数时 不要忘了乘以倍率.
(2)对电流表和电压表的读数,要根据所选量程确定精度.
解析: (1)欧姆表的读数方法是表盘指针示数乘以所选的倍率.由此可知 多用电表测量的结果为Rx=6 Ω.
该物体的电阻,此时电压表和电流表的示数如图(乙)(丙)所示,则金属物
V,流过该物体的电流为I=
解析:游标卡尺主尺上读的毫米数为30 mm,游标尺上第10条刻度线与 主尺某刻度线对齐,由于卡尺是20分度的,所以读数为30mm+0.05× 10 mm=30.50 mm.电压表选用的是0~3 V量程,最小分度值为0.1 V, 读数时应估读到最小分度的 10 ,所以读数为2.25 V;电流表选用的是

实验八 测定金属的电阻率

实验八 测定金属的电阻率

(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动
使测微螺杆F接近被测电
阻丝,再转动
夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动
使F固
定后读数.(填仪器部件的字母符号)
解析:(1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动粗调旋钮D,使测微螺杆F 接近被测电阻丝,再转动微调旋钮H夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动 止动旋钮G使F固定后读数.
【典例1】 在“测定金属的电阻率”的实验中,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图所示,其读数应

mm(该值接近多次测量的平均值).
解析:(1)螺旋测微器的读数为0 mm+0.01 mm×39.7=0.397 mm(0.395~0.399 mm之间均正确). 答案:(1)0.397(0.395~0.399均可)
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图所示,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2,4,6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阻值Rx=
Ω (保留两位有效数字).
解析:(4)将第 2,4,6 次测量数据的坐标点标出来后,画出一条直线,舍去第 6 次实验数据点,让直线过坐标原点,计算出图线斜率为 4.5(4.3~4.7 之间均正 确),即为金属丝的阻值. 答案:(4)如图(乙) 4.5(4.3~4.7均可)
(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 A.1×10-2 Ω ·m B.1×10-3 Ω ·m C.1×10-6 Ω ·m D.1×10-8 Ω ·m
(填选项前的序号).
解析:(5)根据电阻定律

高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 实验八 测定金属的电阻率学案

高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 实验八 测定金属的电阻率学案

实验八测定金属的电阻率板块一主干梳理·夯实基础实验原理与操作◆实验目的1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。

2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。

3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。

◆实验原理1.游标卡尺的构造、原理及读数(1)构造(如图)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,尺身上还有一个紧固螺钉。

(2)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。

常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:(3)读数若用L0表示由主尺上读出的整毫米数,x表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的刻度数,则其读数为L=L0+kx,其中k为精确度。

2.螺旋测微器的构造、原理及读数(1)螺旋测微器的构造如下图所示是常用的螺旋测微器。

它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。

旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起,通过精密螺纹套在S上。

(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5 mm,而可动刻度H上的刻度为50等份,每转动一小格,P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。

(3)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)。

例: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。

3.伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较(2)两种电路的选择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R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法。

高考物理(人教版)一轮复习实验测定金属丝的电阻率学案

高考物理(人教版)一轮复习实验测定金属丝的电阻率学案

实验八测定金属丝的电阻率实验基础落实基础·提炼精髓●注意事项1.螺旋测微器的使用(1)测量前须校对零点.命题研析 突破常规·注重创新(2)测量时,当测微螺杆将要接触被测物体时,要改用微调旋钮.(3)螺旋测微器应估读一位,即以mm 作单位,应读到小数点后面第三位.(4)方法:固定刻度数mm+可动刻度数(估读一位)×0.01 mm.2.游标卡尺及读数(1)看清精确度:10分度、20分度、50分度的精度分别为0.1,0.05,0.02.(2)主尺上标识的1,2,3等数字单位是厘米,最小刻度是1 mm.(3)读数方法(mm):主尺刻度数(mm)+游标尺与主尺刻度的对齐数×精度.例如读数为(50+4×0.05) mm=50.20 mm.3.电流表和电压表的读数(1)若刻度盘上每一小格为:1,0.1,0.01,…时,需估读到最小刻度值的下一位.(2)若刻度盘上每一小格为:2,0.2,0.02,5,0.5,0.05,…时,只需估读到最小刻度值的位数.4.伏安法测电阻的电路选择Rx ,用电流表外接法;R x ,用电流表内接法.5.测定金属的电阻率(1)先测直径,再连电路.应该把所测量的待测金属丝的两个端点之间的长度接入电路.(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小,应采用电流表外接法.(3)开关S 闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大.(4)电流不宜太大(电流表用0~0.6 A 量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大.●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R x 测<R x 真,由R x =ρl S ,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.命题点一常规实验【典例1】某实验小组尝试测量一段电阻丝的电阻率.可供选择的器材有:A.电池组E(电动势为3 V,内阻约5 Ω);B.电压表 V(量程为0~3 V,内阻约15 kΩ);C.电阻箱R(0~999.9 Ω);D.开关、导线若干.完成下列填空:(1)把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝的直径,测量结果如图(甲)所示,其读数为d= mm.(2)将电阻丝两端固定在有刻度尺的接线板两端的接线柱上,在被固定的电阻丝上夹一个与接线柱c相连的小金属夹P.实验要求将a,c端接入电路,将小金属夹P右移使电阻箱的阻值减小,保持接入电路的电压表读数保持不变,如图(乙)所示,请用笔画线代替导线在图(丙)中完成电路的连接.(3)图(乙)中电压表读数为U= V.(4)改变金属夹P与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电压表读数保持不变.重复多次,记录每一次电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L,数据如表格所示.断开开关,整理实验器材.请在图(丁)中描点,并作出R-L图像.(5)根据R-L图像和已知数据,可求出该电阻丝的电阻率为Ω·m.(计算结果保留2位有效数字)解析:(1)螺旋测微器固定刻度为0,可动刻度为40.0,则d=0 mm+40.0×0.01 mm=0.400 mm.(2)在P右移、电阻箱阻值减小时,电压表读数保持不变,则电阻箱和电阻丝应该串联,电压表测量两者的电压和.实验电路连接如图1所示.(3)电压表估读到0.01 V,故电压表读数为2.50 V.(4)R-L 图像如图2所示.(5)由R-L 图像可知,|k|=20 Ω/m,根据电阻定律,有|ΔR|=|ΔL|·S ρ, |R L ∆∆|=|k|=S ρ,即ρ=S|k|=14πd 2|k|,代入数据解得ρ=2.5×10-6 Ω·m. -6【典例2】 (2018·甘肃天水三模)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图(甲)所示,由图可知其长度为 mm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图(乙)所示,由图可知其直径为 mm;(3)用多用电表的电阻“×10”挡粗测电阻,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图(丙)所示,则该电阻的阻值约为 Ω.(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻R;电流表A 1(量程0~4 mA,内阻约50 Ω);电流表A 2(量程0~15 mA,内阻约30 Ω);电压表 V 1(量程0~3 V,内阻约10 k Ω); 电压表 V 2(量程0~15 V,内阻约25 k Ω);直流电源E(电动势4 V,内阻不计);滑动变阻器R 1(阻值范围0~15 Ω,允许通过的最大电流2.0 A);滑动变阻器R 2(阻值范围0~2 k Ω,允许通过的最大电流0.5 A);开关S,导线若干.①为了方便实验并测量多组数据,电流表应选择 ,电压表应选择 ,滑动变阻器应选择 .②请在虚线框中画出完成此实验的原理图,并标明所用器材的代号.解析:(1)游标卡尺主尺读数为5 cm=50 mm,游标读数为3×0.05 mm=0.15 mm,所以圆柱体的长度l=50 mm+0.15 mm=50.15 mm.(2)螺旋测微器固定刻度为4.5 mm,可动刻度为20.0×0.01 mm,则圆柱体直径d=4.5 mm+0.200 mm=4.700 mm.(3)欧姆表读数为R=22×10 Ω=220 Ω.(4)①电源电动势为4 V,电路中的最大电流I=ER =4220A≈18 mA,应选择电流表A2,圆柱体两端最大电压约为U=15×220×10-3V=3.3 V,则电压表选V1即可.本实验中,滑动变阻器若为限流接法,R1对电路影响小,R2不易操作,因此滑动变阻器应为分压接法,即选择小阻值R1即可;②由于Ω>220 Ω,故被测电阻属于小电阻,电流表应选外接法.电路图如图所示.答案:(1)50.15 (2)4.700 (3)220 (4)①A2V1R1②电路图见解析题组训练1.(2018·山西太原二模)某实验小组发现一个由均匀材料制成的圆柱体,他们想测量其电阻率,实验室能够提供的实验器材有:电源E(8 V,内阻约10 Ω);电压表V(0~6 V,内阻约为50 k Ω);电流表A(0~20 mA,内阻为40 Ω);滑动变阻器R 1(0~20 Ω);待测电阻R(约为200 Ω); 开关及导线若干.他们进行了如下操作:(1)为了获得多组数据,尽量精确测量其电阻值,请在图(a)方框中画出实验电路图.(2)图(b)中的6个点表示实验中测得的6组电流表、电压表示数,根据此图可知阻值R= Ω(保留三位有效数字).(3)如图(c)所示,用螺旋测微器测得该圆柱体的直径为 cm,用游标卡尺测量其长度为 cm.(4)由以上数据可求出ρ= Ω·m.(保留三位有效数字)解析:(1)由于V R R =50000200=250>AR R =20040=5,故该实验的测量电路应该选用电流表的外接法,并且为了获得多组数据,尽量精确测量其电阻值,故滑动变阻器应采用分压接法,则实验电路图如图1所示.(2)图(b)中6个点基本处于一条直线上,过这些点作U I 图像,如图2所示,根据图线的斜率表示电阻大小可得R=U I∆∆=240 Ω.(3)用螺旋测微器测得该圆柱体的直径为d=1.5 mm+19.4 mm ×0.01=1.694 mm=0.169 4 cm,用游标卡尺测量其长度为l=10 mm+14×0.05 mm=10.70 mm=1.070 cm.(4)根据电阻定律R=ρl S ,且S=π(2d )2,解得ρ=2π4R d l ,代入数据解得ρ=5.05× 10-2 Ω·m.答案:(1)见解析 (2)240 (3)0.169 4 1.070(4)5.05×10-22.(2018·山东临沂二模)某研究小组的同学们准备测量15 ℃自来水的电阻率,以判断该自来水是否符合国际标准(国标规定自来水在15 ℃时电阻率应大于13 Ω·m).他们先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,电极间装满密封的待测自来水,同学们设计了实验方案并分工进行了以下测量:(1)同学们用游标卡尺测量玻璃管的内径d;向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;用多用电表的电阻“×100”挡,按正确的操作步骤测量此水柱体的电阻R,表盘的示数如图(乙)所示;由图(甲)所示可知玻璃管的内径d= mm,水柱体的电阻R= Ω.(2)该小组同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:电压表V(量程15 V,内阻约30 k Ω);电流表A(量程300 mA,内阻约50 Ω);滑动变阻器R 0(0~100 Ω,允许最大电流1 A);电池组E(电动势E=12 V,内阻r=6 Ω);开关一个、导线若干.请根据情况补全电路原理图(并不是所有的接线点都要连接).(3)如果测出水柱的长度L 、玻璃管的内径d 和水柱的电阻R,则自来水电阻率的表达式为ρ= .(用符号表示)解析:(1)游标卡尺主尺为54 mm,游标尺部分为7×0.02 mm=0.14 mm,则玻璃管内径d=54.14 mm. 水柱体电阻R=26×100 Ω=2 600 Ω.(2)由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值,故滑动变阻器采用分压式接法;由于待测电阻的阻值与电压表的内阻相差不多,而且远大于电流表内阻,故电流表采用内接法,则电路原理图如图所示.(3)根据电阻定律可知R=ρL S =ρ24πL d , 则电阻率为ρ=2π4R d L. 答案:(1)54.14 2 600 (2)见解析 (3)2π4R d L2019湖北荆州质检【典例3】 (2017·全国Ⅱ卷,23)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2 500 Ω)的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器R 1,R 2(其中一个阻值为20 Ω,另一个阻值为2 000 Ω);电阻箱R z (最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S 1和S 2.C,D 分别为两个滑动变阻器的滑片.(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.(2)完成下列填空:①R 1的阻值为 Ω(选填“20”或“2 000”).②为了保护微安表,开始时将R 1的滑片C 滑到接近图(a)中滑动变阻器的 端(选填“左”或“右”)对应的位置;将R 2的滑片D 置于中间位置附近.③将电阻箱R z 的阻值置于2 500.0 Ω,接通S 1.将R 1的滑片置于适当位置,再反复调节R 2的滑片D 的位置,最终使得接通S 2前后,微安表的示数保持不变,这说明S 2接通前B 与D 所在位置的电势 (选填“相等”或“不相等”).④将电阻箱R z 和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z 的阻值置于 2 601.0 Ω时,在接通S 2前后,微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为Ω(结果保留到个位).(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: .解析:(1)实物连线如图所示.(2)①如题图(a),R 1为分压式接法,故选择较小的20 Ω电阻即可;②实验开始时,为保护微安表,应使R 1的滑片在最左端,使流过微安表的电流为零;③断开、闭合开关S 2,微安表示数不变,说明流过微安表的电流为零,B,D 电势相等;④B,D 电势相等,对调前z R R 左=A R R 右,对调后A R R 左=z R R '右,联立得R A Ω.(3)为了提高测量精度,调节R 1上的分压,尽可能使微安表接近满量程.答案:(1)见解析图 (2)① 20 ② 左 ③相等④2 550 (3)见解析题组训练1.(2019·湖北荆州质检)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L= cm,直径D= mm.(2)按图(c)连接电路后,实验操作如下:①将滑动变阻器R 1的阻值置于最 (选填“大”或“小”)处;将S 2拨向接点1,闭合S 1,调节R 1,使电流表示数为I 0;②将电阻箱R 2的阻值调至最 (选填“大”或“小”);S 2拨向接点2;保持R 1不变,调节R 2,使电流表示数仍为I 0,此时R 2阻值为1 280 Ω.(3)由此可知,圆柱体的电阻为 Ω.(4)由此可知,圆柱体的电阻率ρ= (用上面实验中涉及的相关符号来表示). 解析:(1)长度L=50 mm+1×0.1 mm=50.1 mm=5.01 cm;直径D=5 mm+31.5×0.01 mm=5.315 mm.(2)①为使电流不会超出电流表量程,应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处.②为使电流表中电流由较小逐渐变大,电阻箱阻值也应先调至最大.(3)将S 1闭合,S 2拨向接点1时,其等效电路图如图(甲)所示.将S 2拨向接点2时,其等效电路图如图(乙)所示,当两次电流表示数相同均为I 0时,R 2=R 圆柱体,所以R 圆柱体=1 280 Ω.(4)根据电阻定律R=ρL S=ρ2π2L D ⎛⎫ ⎪⎝⎭=R 2,解得ρ=22π4R D L. 答案:(1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1 280 (4)22π4R D L2.(2018·广西南宁二模)市场上销售的铜质电线电缆产品中,部分存在导体电阻不合格问题,质检部门检验发现一个是铜材质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的次铜;再一个就是铜材质量可能合格,但横截面积较小.某兴趣小组想应用所学的知识来检测实验室中一捆铜电线的电阻率是否合格.小组成员经查阅,纯铜的电阻率为 1.8×10-8Ω·m.现取横截面积约为 1 mm 2、长度为100 m(真实长度)的铜电线,进行实验测量其电阻率,实验室现有的器材如下: A.电源(电动势约为5 V,内阻不计);B.待测长度为100 m 的铜电线,横截面积约1 mm 2; C.电压表 V 1(量程为3 V,内阻约为0.5 k Ω); D.电压表 V 2(量程为5 V,内阻约为3 k Ω); E.电阻箱R(阻值范围0~999.9 Ω); F.定值电阻R 0=1 Ω G.开关、导线若干.(1)小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d,如图(甲)所示,则d= mm.(2)小组设计的测量电路如图(乙)所示,则P 是 ,N 是 (填器材名称及对应符号),通过实验作出的图像如图(丙)所示.(3)图(乙)电路测得铜电线的电阻测量值比真实值 (选填“偏大”“不变”或“偏小”),原因是 . (4)由实验数据,作出21UU 1R图像,由此可知,这捆铜电线的电阻率ρ= (结果保留三位有效数字);从铜电线自身角度,你认为电阻率大的可能原因是 .解析:(1)铜电线的直径d=1.0 mm+12.5×0.01 mm=1.125 mm.(2)P 测量的电压大于N 测量的电压,故P 是电压表V 2,N 是电压表V 1. (3)由于没考虑电压表 V 1的分流,使测得的铜电线的电阻偏大. (4)分析电路可知,通过铜电线的电流I x =I R =1U R ,R x =21x U U I -=211U U U -R=(21UU -1)R, 整理得21U U =1+R x ·1R ,根据题图(丙)可知斜率k=R x =7.5 1.002.50- Ω=2.60 Ω, S=π(2d )2=0.994 mm 2, ρ=x R S L=62.600.99410100-⨯⨯ Ω·m=2.58×10-8Ω·m,故电阻率达不到要求,使用的有可能是再生铜或含过多杂质的次铜.答案:(1)1.125 (2)电压表V 2 电压表V 1 (3)偏大 电压表V 1的分流(4)2.58×10-8Ω·m 使用的有可能是再生铜或含过多杂质的次铜实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线实验基础 落实基础·提炼精髓*●注意事项1.电路的连接方式(1)电流表外接:本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外命题研析突破常规·注重创新命题点一常规实验【典例1】 (2018·北京首都师大附中三模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3 V,1.5 W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.现有如下器材:直流电源(电动势3.0 V,内阻不计)电流表A1(量程3 A,内阻约0.1 Ω)电流表A2(量程0.6 A,内阻约5 Ω)电压表 V1(量程3 V,内阻约3 kΩ)电压表 V2(量程15 V,内阻约200 kΩ)滑动变阻器R1(阻值0~10 Ω,额定电流1 A)滑动变阻器R2(阻值0~1 kΩ,额定电流300 mA)(1)在该实验中,电流表应选择(选填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选择(选填“R1”或“R2”).(2)请你在虚线框内画出实验原理电路图,并将实物连线图(甲)补充完整.接法.(2)滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出I-U图像,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制电路采用分压接法.2.保护元件安全:为保护元件不被烧毁,开关闭合前变阻器滑片应位于使小电珠分得电压为零的一端.加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压.3.I-U图像在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右多测几组数据,以防出现较大误差.4.当小电珠电压接近额定电压值时,记录数据后马上断开开关.5.误差较大的点要舍去,I-U图像应是平滑的曲线.●误差分析1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值.2.测量时读数带来误差.3.在坐标纸上描点、作图带来误差.(3)某同学根据测量数据已作出该小灯泡的伏安特性曲线,请计算当小灯泡两端电压为0.75 V 时,小灯泡的电阻为R= Ω.(4)若将该灯泡与一个 6.0 Ω的定值电阻串联,直接接在题中提供的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P= W(保留两位有效数字).(5)通过实验中测出的5组数据给出的信息,请你推断小灯泡在不超过额定电压条件下,图(丙)中可能正确的是 .(图中I,U,P 分别为小灯泡的电流强度、电压、功率)解析:(1)灯泡额定电流I=P U =1.5W 3V=0.5 A,故电流表选A 2,灯泡额定电压为3 V,电压表选 V 1,为保证电路安全,方便实验操作,滑动变阻器应选R 1.(2)由于描绘小灯泡的伏安特性曲线需要电压和电流从零开始到额定值,则滑动变阻器采用分压接法;因R x =UI=6 Ω,与电流表内阻差不多,电流表应采用外接法,其电路原理图和连接实物图分别如图1,图2所示.(3)由作出的伏安特性曲线,知U=0.75 V 对应的电流I=0.25 A,故电阻为R=0.750.25Ω=3 Ω. (4)可把6.0 Ω的定值电阻与电源看做等效电源,在灯泡I-U 图像中作出电源的I-U 图像如图所示:两图像的交点坐标值为U=1.1 V,I=0.32 A,灯泡功率为P=UI=1.1 V ×0.32 A ≈0.35 W.(5)根据功率P=2U R,灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,灯泡的P-U 2图像不是直线,随U 增大,灯泡电阻增大,P-U 2图像的斜率变小,故A,B 错误;灯泡功率P=I 2R,随电流I 增大,灯泡电阻R 变大,P-I 2图像斜率变大,故C 错误,D 正确. 答案:(1)A 2 R 1 (2)图像见解析 (3)3【典例2】 (2018·四川省冲刺演练)LED 被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,现在已经走进了寻常百姓的生活里.某兴趣小组想测定一只标有“3 V ”字样的LED 灯正常工作时的电阻(约为400 Ω),实验室提供了如下的实验器材:A.电流表(量程为0~20 mA,内阻约为10 Ω)B.电流表(量程为0~10 mA,内阻R A =30 Ω)C.定值电阻R 1=270 ΩD.定值电阻R 2=2 970 ΩE.滑动变阻器R(0~500 Ω)F.电源(电动势E=6 V,内阻较小)G.开关S 一只,导线若干.(1)实验时采用的部分实验电路如图所示,该电路中滑动变阻器的作用是限流,为了提高测量的精确性,请选择合适的器材,电表1为 ,电表2为 ,定值电阻为 .(均填写选项前的字母)(2)请用笔画线代替导线,完成如图所示的电路连接(LED 灯的电学符号与小灯泡的电学符号相同).(3)实验过程中,电表1的示数记为I 1,电表2的示数记为I 2,LED 灯的电阻表达式为R x = ,当电表1的示数为 mA 时,记下电表2的示数并代入上述表达式中,求得的结果即为LED 灯正常工作时的电阻.(所填写的符号与题中仪器名称的符号角标一致,如A 1的示数记为I 1) 解析:(1)要精确测定额定电压为3 V 的LED 灯正常工作时的电阻,需测量LED 灯两端的电压和通过LED 灯的电流,由于没有电压表,可以将电流表B 与定值电阻串联改装为电压表测量电压,改装的电压表内阻R=LB U I =331010-⨯ Ω=300 Ω,B 的内阻为30 Ω,则定值电阻应选C. (2)用电流表A 测总电流进而可得LED 灯的电流,滑动变阻器采用限流式接法,电路图如图所示.(3)根据欧姆定律知,LED 灯两端的电压U L =I 1(R 1+R A ),通过LED 灯的电流为I 2-I 1,则电阻R x =()11A 21I R R I I +-,当电表1的示数为10 mA 时,LED 灯两端的电压为3 V,达到额定电压,测出来的电阻为正常工作时的电阻.答案:(1)B A C (2)图见解析 (3)()11A 21I R R I I +- 101.(2018·江西高安三模)某学习小组通过实验来研究电器元件Z 的伏安特性曲线.他们在实验现备有器材:A.内阻不计的6 V电源;B.量程为0~3 A的理想电流表;C.量程为0~0.6 A的理想电流表;D.量程为0~3 V的理想电压表;E.阻值为0~10 Ω,额定电流为3 A的滑动变阻器;F.开关和导线若干.(1)这个实验小组在实验中电流表选的是.(填器材前面的字母)(2)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线如图1所示,分析曲线可知该电器元件Z 的电阻随U变大而(选填“变大”“变小”或“不变”);(3)若把用电器Z接入如图2所示的电路中时,电流表的读数为0.10 A,已知A,B两端电压恒为1.5 V,则定值电阻R0的阻值为Ω.解析:(1)由数据表可知,电路中的最大电流为0.215 A,所以电流表选择C.(2)由I-U图像可知,图线的斜率越来越小,可知元件电阻随U的变大而变大.(3)由I-U图像可知电流I=0.10 A时,对应的电压U=0.5 V,所以元件Z的电阻为R Z=5 Ω,而Ω=15 Ω,得R0=10 Ω.R0+R Z=1.50.1答案:(1)C (2)变大(3)102.(2018·黑龙江齐齐哈尔三模)一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图(甲)所示的电路图,请回答下列问题:(1)请将图(乙)中的实物连线按电路图补充完整.(2)考虑电表内阻的影响,当电流表示数为I0时,通过Q的电流值(选填“大于”“等于”或“小于”)I0.(3)在电路图中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零.原因可能是图中的(选填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)处接触不良.求得.乙同学(5)为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标I,U,由R=UI求得.其中(选填“甲”或“乙”)同学的作出该点的切线.求出切线的斜率k,由R=1k方法正确.解析:(1)实物连线图如图1所示.(2)考虑电压表的分流作用,通过Q的电流小于I0.(3)只有变阻器采用分压式接法时电流和电压才能从零开始调节,电流和电压不能从零调节说明变阻器采用的是限流式接法,所以可能是f处接触不良.(4)将表中各组数据在I-U坐标系中描点,并过这些点作平滑曲线即得到Q的I-U图像,如图2所示.(5)电阻的定义等于R=U I 所以应该利用该点的坐标值I,U,由R=UI求得,而不是求图像切线的斜率,故甲同学的方法正确.答案:(1)图见解析图1 (2)小于 (3)f(4)图见解析图2 (5)甲2018重庆市一中二检百校联盟名师猜题【典例3】 (2017·全国Ⅰ卷,23)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干.(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”).(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W.(结果均保留2位小数)Ω=11.875 Ω,这个阻值较小,所以采用电流解析:(1)在额定电压下,小灯泡L的阻值R L=3.80.32表外接法;由于电压表量程为3 V,小于额定电压3.8 V,所以将固定电阻R0与电压表串联来测小灯泡电压;要实现0~3.8 V的范围内的测量,滑动变阻器必须采用分压式接法,所以实验电路原理图如图所示.(2)实验曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示小灯泡的电阻,所以随着电流的增加,小灯泡的电阻增大;由R=ρL S 可得ρ=RS L,所以灯丝的电阻率增大. (3)当R=9.0 Ω时,小灯泡的实际功率最小,由闭合电路欧姆定律有E 0=I(R+r)+U,即4=10I+U,在图中作出该直线如图(甲)所示,交点坐标约为I=223 mA,U=1.77 V 时最小功率P min =UI=0.39 W;当R=0时,小灯泡的实际功率最大,有E=Ir+U,即4=I+U,在图中作出该直线如图(乙)所示,交点坐标约为I=318 mA,U=3.69 V,小灯泡的最大功率P max =UI=1.17 W.答案:(1)见解析(2)增大 增大 (3)0.39 1.17【典例4】 (2018·重庆市一中二检)为了研究某种小灯泡L(5 V,2.5 W)的伏安特性曲线,除了直流电源(电动势约为6 V,内阻不计)、导线和开关外,还有如下实验器材: A.直流电流表(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω) B.直流电流表(量程0~600 mA,内阻约为5 Ω) C.直流电压表(量程0~15 V,内阻约为15 k Ω) D.直流电压表(量程0~6 V,内阻约为10 k Ω)E.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω,允许通过的最大电流为2 A)F.滑动变阻器(最大阻值为1 k Ω,允许通过的最大电流为0.5 A).要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.(1)实验中电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 ;(均用序号字母表示)(2)根据所选器材,请在虚线框中画出实验电路图;12Ω的定值电阻R 连成如图(b)所示的电路,电源的内阻r=2 Ω,开关S 闭合后,小灯泡L 1与定值电阻R 的电功率恰好均为P,则P= W,电源的电动势E= V.解析:(1)电源电压6 V,灯泡额定电压5 V,则电压表选择D;灯泡的额定电流I=P U =2.55A=0.5 A,电流表选择B;由数值测量要求可知滑动变阻器要用分压电路,则选用阻值较小的E.(2)灯泡正常工作时,电阻R x =2U P =252.5Ω=10 Ω,与电流表内阻差不多,则采用电流表外接法,电路图如图所示.(3)由图(b)所示电路图可知,小灯泡L 1与定值电阻R 并联,它们两端电压相等,它们的电功率均为P,由P=IU 可知,通过它们的电流相等,它们的电阻相等,即此时灯泡电阻为4 Ω,由图(a)所示图像可知,灯泡两端电压为1 V 时通过灯泡的电流为0.25 A,则功率P=IU=0.25×1 W=0.25 W;由图(b)可知,L 2串联在干路中,通过L 2的电流I=0.25 A+0.25 A=0.5 A,由图(a)所示图像可知,电流0.5 A 所对应的电压为5 V,由闭合电路规律可知,电源电动势E=U 外+Ir=6 V+0.5×2 V=7 V. 答案:(1)B D E (2)图见解析 (3)0.25 7题组训练1.(2019·百校联盟名师猜题)现有一只标值为“2.5 V,× W ”的小灯泡,其额定功率的标值已模糊不清.某同学想通过实验描绘出灯丝的伏安特性曲线,并得出该灯泡正常工作时的功率.已知小灯泡的灯丝电阻约为5 Ω.实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择: 电源E(电动势3.0 V,内阻0.5 Ω)微安表头G(满偏电流I g =100 μA,内阻r g =2 000.0 Ω) 电流表A 1(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω) 电流表A 2(0~3 A,内阻约0.125 Ω)。

高中物理高考一轮总复习实验八测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器课件201908011273

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解析:(1)两表量程大于读数一半,根据题意电压表选 B.由欧姆定律知电路电流最 大值 I=UR=160 A=0.6 A,故电流表选 D,滑动变阻器选阻值较小的 G. (2)因待测电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法, 电路如图所示. 答案:(1)BDG (2)图见解析
(3)已知电阻丝的电阻率为 ρ,请你认真分析表中数据,写出电阻 R 与 L、D 间的 关系式 R= .
解析:(1)螺旋测微器读数为 D=0.5 mm+1.0×0.01 mm=0.510 mm.中的最大
电流 Im=ER=8.416 A≈0.5 A,电流表选 A2,电源电压为 4 V,则电压表选 V1,滑
(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻,滑动变阻器应选择 将方框中的电路图补画完整.
(填“R1”或“R2”),并
(2)根据正确的电路图进行测量,某次实验中电压表与电流表的示数如图,则电压
表的示数 U 为
V,电流表的示数 I 为
A.
(3)已知这种漆包线金属丝的直径为 d,材料的电阻率为 ρ,则这一卷漆包线的长度
(3)因已知电流表准确值,则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻;故应选 B 电路;待测电阻及电流表总电阻 R=UI ,则待测电阻 Rx=R-RA=UI -RA. 答案:(1)0.880 (2)A 小 (3)B UI -RA
热点二 数据处理及实物连线 [典例 2] 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,读数如图所示,可读出合金丝的直径为 mm.
2.测定一卷阻值约为 30 Ω 的金属漆包线的长度,实验室提供下列器材: A.电流表 A:量程 0.6 A,内阻 RA 约为 20 Ω B.电压表 V:量程 15 V,内阻 RV 约为 4 kΩ C.学生电源 E:可提供 0~30 V 直流电压 D.滑动变阻器 R1:阻值范围 0~10 Ω E.滑动变阻器 R2:阻值范围 0~500 Ω F.开关 S 及导线若干

2018版高考物理一轮总复习课件:实验8 测定金属的电阻率

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2
抓重难点
动手演练
掌握提分技巧
重难点 1
例1
电阻率的测量及实物连线
(2014年山东卷)实验室购买了一捆标称长度为 100 m的铜导线,某同学
想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电 阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用如图1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.
【答案】
(1)R2
a
(2)如图所示
(3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确)
提分秘笈 1.仪器选择的一般步骤 (1)首先选择唯一性的器材; (1)粗画电路图(暂不接电流表和电压表); (3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过
其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材.
2.实物图连线的基本原则 对限流式电路,一般是从电源的正极开始,把电源、开关、滑动变阻器以及测
量电路顺次连接起来即可.对分压式电路,应先将电源、开关和滑动变阻器的全部
电阻用导线连接起来,然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个,依据 电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可.
跟踪训练
要测量一段阻值大约为5 Ω的均匀金属丝的电阻率,除刻
测量电路有较大的调节范围,滑动变阻器应选用总阻值较大的R2.为了保证开关闭合
时电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大,即开关闭合前滑片应置于a
端. (2)见答案图. (3)由于电压表量程0~3 V,分度值为0.1 V,故读数为2.30 V.
U l RS (4)测量电路的总阻值 R0+Rx= I =4.60 Ω, 则 Rx=1.60 Ω, 由 R=ρS可知, l= ρ 1.60×1.0×10-6 = m≈94 m. 1.7×10-8

2018高考物理大一轮复习第8章恒定电流实验8测定金属的电阻率课件

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(4)为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图丁 所示的电路.其中 R 为两只阻值相同的电阻,Rx 为两根相同的电 阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,V 为待接入的理 想电压表.如果要求在测量中,风速从零开始增加,电压表的示 数也从零开始增加,则电压表“+”端和“-”端应分别连接到 电路中的__________点和__________点(在“a”“b”“c”“d”中选填).
7.求 Rx 的平均值时可用两种方法:第一种是用 Rx=UI 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.
七、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. 3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然 误差. 4.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大, 造成测量误差.
实验基础 自主梳理 考点聚焦 题型透析 高效演练 跟踪检测
实验八 测定金属的电阻率
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、实验原理 由 R=ρSl 得 ρ=RlS,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 RR=UI . 电路原理如图所示.
考点二 数据处理与误差分析 [典例 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.

高考物理一轮复习第八章恒定电流第讲实验测定金属的电阻率加练半小时教科版.docx

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第61讲实验:测定金属的电阻率[方法点拨]伏安法测金属丝电阻时,电压不要求从0开始,仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法.金属丝电阻一般较小,电流表选用外接法.1.(2018·陕西商洛质检)如图1中游标卡尺的读数是______mm,螺旋测微器的读数是______________mm.图12.(2017·北京顺义区零模)用螺旋测微器测量金属丝直径如图2甲所示,则金属丝直径d=____________mm.用游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示,则小球直径D=______mm.图23.(2018·湖北黄冈模拟)如图3中游标卡尺读数为____mm,螺旋测微器读数为________mm.图34.(2017·福建厦门3月质检)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图4甲所示,长度为L,电阻R约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d;(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为 5.200mm,则所测金属管线外径D=__________mm.图4(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:A.电流表0~0.6A,内阻约0.05ΩB.电流表0~3A,内阻约0.01ΩC.电压表0~3V,内阻约10kΩD.电压表0~15V,内阻约50kΩE.滑动变阻器,0~10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线的阻值,电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)(3)如图丙所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径的表达式d=______________. 5.(2017·北京东城区模拟)实验室有一捆规格为“100m,0.5mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻.(1)他查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m.他可以用公式____________计算出整捆导线的电阻为________Ω;(2)他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:电流表:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R2:最大阻值200Ω;电源:电动势4.5V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:①请你用笔画线代替导线在图5中完成电路连线.要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法.图5②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图6所示.在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”),你的判断依据是______________________________________________________________ __________.图66.(2017·福建南平3月质检)为测定待测电阻R x的阻值(约为200Ω),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3V,内阻不计;电流表A1:量程0~15mA,内阻约为100Ω;电流表A2:量程0~300μA,内阻为1000Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω,额定电流2A;定值电阻R2,阻值为9000Ω,额定电流10mA;定值电阻R3,阻值为200Ω,额定电流0.1A;开关S、导线若干.实验中要求准确地测量R x的阻值,请回答下列问题:(1)正确选取器材,在图7方框内画出测量R x阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号.图7图8(2) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图8所示,可读出电流表A1的示数是_________mA,电流表A2的示数是_________μA,则待测电阻R x的阻值是________Ω(计算结果保留一位小数).(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析,R x的测量值________真实值(选填“>”“=”或“<”).7.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材做“探究导体阻值与长度的关系”的实验.A.电压表V1,量程6V,内阻900ΩB.电压表V2,量程15V,内阻3kΩC.电流表A1,量程为0.1A,内阻1ΩD.电流表A2,量程3A,内阻0.2ΩE.电源E1,电动势1.5V,内阻0.2ΩF.电源E2,电动势6V,内阻0.8ΩG.滑动变阻器R,最大阻值为10ΩH.粗细均匀、长度不同的同种电阻丝若干段(阻值约100~200Ω) J.开关、导线和刻度尺(1)实验时电源应选________,电流表应选________;(填序号)(2)在虚线框中画出实验原理图(电阻丝用R x表示).答案精析1.9.60 5.695±0.002 2.1.775±0.002 22.6 3.52.35 1.990解析 游标卡尺读数为52mm +7×120mm =52.35mm ,螺旋测微器的读数为1.5mm +49.0×0.01mm =1.990mm.4.(1)5.167(5.165~5.169均可) (2)A C E (3)如图所示(4)D2-4ρIL πU解析 (4)由欧姆定律得 R =U I ,又R =ρL S =ρL D 2-d 2=4ρL -,则4ρL -=U I ,d 2=D 2-4ρLIπU , 故d =D2-4ρLI πU .5.(1)R =ρLS 3.4 (2)①见解析图 ②R 1 a ③乙 电流表外接时,测得的电阻值偏小解析 (1)由公式R =ρLS ,代入数值,解得导线的电阻R =3.4Ω; (2)①如图所示②由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器要选阻值比较小的,闭合开关前应将滑片移至a端;③因为电流表外接时,测得的电流值偏大,由R=UI可知测得的电阻值偏小.6.(1)如图所示(2) 8.0150191.1(3)=解析(2)R x=UxIx=+I1-I2代入数据解得R x=191.1Ω. 7.(1)F C(2)如图所示。

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第61讲实验:测定金属的电阻率[方法点拨]伏安法测金属丝电阻时,电压不要求从0开始,仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法.金属丝电阻一般较小,电流表选用外接法.1.(2018·陕西商洛质检)如图1中游标卡尺的读数是______mm,螺旋测微器的读数是______________mm.图12.(2017·北京顺义区零模)用螺旋测微器测量金属丝直径如图2甲所示,则金属丝直径d=____________mm.用游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示,则小球直径D=______mm.图23.(2018·湖北黄冈模拟)如图3中游标卡尺读数为____mm,螺旋测微器读数为________mm.图34.(2017·福建厦门3月质检)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图4甲所示,长度为L,电阻R约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d;(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为 5.200mm,则所测金属管线外径D=__________mm.图4(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:A.电流表0~0.6A,内阻约0.05ΩB.电流表0~3A,内阻约0.01ΩC.电压表0~3V,内阻约10kΩD.电压表0~15V,内阻约50kΩE.滑动变阻器,0~10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线的阻值,电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)(3)如图丙所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径的表达式d=______________. 5.(2017·北京东城区模拟)实验室有一捆规格为“100m,0.5mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻.(1)他查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m.他可以用公式____________计算出整捆导线的电阻为________Ω;(2)他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:电流表:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R2:最大阻值200Ω;电源:电动势4.5V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:①请你用笔画线代替导线在图5中完成电路连线.要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法.图5②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图6所示.在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”),你的判断依据是______________________________________________________________ __________.图66.(2017·福建南平3月质检)为测定待测电阻R x的阻值(约为200Ω),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3V,内阻不计;电流表A1:量程0~15mA,内阻约为100Ω;电流表A2:量程0~300μA,内阻为1000Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω,额定电流2A;定值电阻R2,阻值为9000Ω,额定电流10mA;定值电阻R3,阻值为200Ω,额定电流0.1A;开关S、导线若干.实验中要求准确地测量R x的阻值,请回答下列问题:(1)正确选取器材,在图7方框内画出测量R x阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号.图7图8(2) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图8所示,可读出电流表A1的示数是_________mA,电流表A2的示数是_________μA,则待测电阻R x的阻值是________Ω(计算结果保留一位小数).(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析,R x的测量值________真实值(选填“>”“=”或“<”).7.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材做“探究导体阻值与长度的关系”的实验.A.电压表V1,量程6V,内阻900ΩB.电压表V2,量程15V,内阻3kΩC.电流表A1,量程为0.1A,内阻1ΩD.电流表A2,量程3A,内阻0.2ΩE.电源E1,电动势1.5V,内阻0.2ΩF.电源E2,电动势6V,内阻0.8ΩG.滑动变阻器R,最大阻值为10ΩH.粗细均匀、长度不同的同种电阻丝若干段(阻值约100~200Ω) J.开关、导线和刻度尺(1)实验时电源应选________,电流表应选________;(填序号)(2)在虚线框中画出实验原理图(电阻丝用R x表示).答案精析1.9.60 5.695±0.002 2.1.775±0.002 22.6 3.52.35 1.990解析 游标卡尺读数为52mm +7×120mm =52.35mm ,螺旋测微器的读数为1.5mm +49.0×0.01mm =1.990mm.4.(1)5.167(5.165~5.169均可) (2)A C E (3)如图所示(4)D2-4ρIL πU解析 (4)由欧姆定律得 R =U I ,又R =ρL S =ρL D 2-d 2=4ρL -,则4ρL -=U I ,d 2=D 2-4ρLIπU , 故d =D2-4ρLI πU .5.(1)R =ρLS 3.4 (2)①见解析图 ②R 1 a ③乙 电流表外接时,测得的电阻值偏小解析 (1)由公式R =ρLS ,代入数值,解得导线的电阻R =3.4Ω; (2)①如图所示②由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器要选阻值比较小的,闭合开关前应将滑片移至a端;③因为电流表外接时,测得的电流值偏大,由R=UI可知测得的电阻值偏小.6.(1)如图所示(2) 8.0150191.1(3)=解析(2)R x=UxIx=+I1-I2代入数据解得R x=191.1Ω. 7.(1)F C(2)如图所示。

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第61讲实验:测定金属的电阻率[方法点拨] 伏安法测金属丝电阻时,电压不要求从0开始,仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法.金属丝电阻一般较小,电流表选用外接法.1.(2018·陕西商洛质检)如图1中游标卡尺的读数是______mm,螺旋测微器的读数是______________mm.图12.(2017·北京顺义区零模)用螺旋测微器测量金属丝直径如图2甲所示,则金属丝直径d=____________mm.用游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示,则小球直径D=______mm.图23.(2018·湖北黄冈模拟)如图3中游标卡尺读数为____mm,螺旋测微器读数为________mm.图34.(2017·福建厦门3月质检)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图4甲所示,长度为L,电阻R约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d;(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm,则所测金属管线外径D=__________mm.图4(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:A.电流表0~0.6A,内阻约0.05ΩB.电流表0~3A,内阻约0.01ΩC.电压表0~3V,内阻约10kΩD.电压表0~15V,内阻约50kΩE.滑动变阻器,0~10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线的阻值,电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)(3)如图丙所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径的表达式d=______________.5.(2017·北京东城区模拟)实验室有一捆规格为“100m,0.5mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻.(1)他查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m.他可以用公式____________计算出整捆导线的电阻为________Ω;(2)他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:电流表:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R2:最大阻值200Ω;电源:电动势4.5V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:①请你用笔画线代替导线在图5中完成电路连线.要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法.图5②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图6所示.在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”),你的判断依据是________________________________________________________________________.图66.(2017·福建南平3月质检)为测定待测电阻R x的阻值(约为200Ω),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3V,内阻不计;电流表A1:量程0~15mA,内阻约为100Ω;电流表A2:量程0~300μA,内阻为1000Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω,额定电流2A;定值电阻R2,阻值为9000Ω,额定电流10mA;定值电阻R3,阻值为200Ω,额定电流0.1A;开关S、导线若干.实验中要求准确地测量R x的阻值,请回答下列问题:(1)正确选取器材,在图7方框内画出测量R x阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号.图7图8(2) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图8所示,可读出电流表A1的示数是_________mA,电流表A2的示数是_________μA,则待测电阻R x的阻值是________Ω(计算结果保留一位小数).(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析,R x的测量值________真实值(选填“>”“=”或“<”).7.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材做“探究导体阻值与长度的关系”的实验.A.电压表V1,量程6V,内阻900ΩB.电压表V2,量程15V,内阻3kΩC.电流表A1,量程为0.1A,内阻1ΩD.电流表A2,量程3A,内阻0.2ΩE.电源E1,电动势1.5V,内阻0.2ΩF.电源E2,电动势6V,内阻0.8ΩG.滑动变阻器R,最大阻值为10ΩH.粗细均匀、长度不同的同种电阻丝若干段(阻值约100~200Ω)J.开关、导线和刻度尺(1)实验时电源应选________,电流表应选________;(填序号)(2)在虚线框中画出实验原理图(电阻丝用R x表示).答案精析1.9.60 5.695±0.002 2.1.775±0.002 22.6 3.52.35 1.990解析 游标卡尺读数为52mm +7×120mm =52.35mm ,螺旋测微器的读数为 1.5mm +49.0×0.01mm=1.990mm.4.(1)5.167(5.165~5.169均可) (2)A C E (3)如图所示(4)D2-4ρIL πU解析 (4)由欧姆定律得R =U I ,又R =ρL S=ρL πD 2-d 2=4ρL π-,则4ρL π-=U I, d 2=D 2-4ρLIπU, 故d =D2-4ρLI πU.5.(1)R =ρLS 3.4 (2)①见解析图 ②R 1 a ③乙 电流表外接时,测得的电阻值偏小解析 (1)由公式R =ρLS ,代入数值,解得导线的电阻R =3.4Ω;(2)①如图所示②由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器要选阻值比较小的,闭合开关前应将滑片移至a 端;③因为电流表外接时,测得的电流值偏大,由R =UI 可知测得的电阻值偏小.6.(1)如图所示(2) 8.0 150 191.1 (3)= 解析 (2)Rx =UxIx=+I1-I2代入数据解得R x =191.1Ω. 7.(1)F C (2)如图所示。

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实验八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)【理论必备】1.螺旋测微器(1)构造:如图甲,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,旋钮K 每旋转一周,螺杆P 前进或后退0.5 mm ,则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.甲 乙(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如图乙所示,固定刻度示数为2.0 mm ,不足半毫米,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(如图所示):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,尺身上还有一个紧固螺钉.(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径.(3)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.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:(4)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×精确度)mm.3.常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可.(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V 或0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V.(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.4.电流表、电压表测电阻两种方法的比较一、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.掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法.3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率.二、实验原理用电压表测金属丝两端的电压,用电流表测金属丝的电流,根据R x =UI计算金属丝的电阻R x ,然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l ,用螺旋测微器测量金属丝的直径d ,计算出金属丝的横截面积S ;根据电阻定律R x =ρl S ,得出计算金属丝电阻率的公式ρ=R x S l=πd 2U4lI. 三、实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.四、实验步骤1.用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d . 2.按实验原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路.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,填入表格内,断开开关S ,求出导线电阻R x 的平均值.5.整理仪器.【方法规律】一、伏安法测电阻的电路选择方法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R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法.2.临界值计算法R x <R V R A 时,用电流表外接法; R x >R V R A 时,用电流表内接法.3.实验试探法:按如图所示电路图接好电路,让电压表的一根接线柱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.二、数据处理1.求R x 的平均值的两种方法(1)第一种是用R x =U I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:将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算公式ρ=R x S l =πd 2U4lI.三、误差分析1.金属丝直径、长度的测量带来误差.2.若为内接法,电流表分压,若为外接法,电压表分流. 四、注意事项1.测量直径应在导线连入电路前进行,测量金属丝的长度,应在导线连入电路后拉直的情况下进行.2.本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.3.电流不宜太大(电流表用0~0.6 A 量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大.对仪器读数和实验原理的考查在“测定金属的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为5 Ω,要求测量结果尽量准确,提供以下器材供选择:A .电池组(3 V ,内阻1 Ω)B .电流表(0~3 A ,内阻0.012 5 Ω)C .电流表(0~0.6 A ,内阻0.125 Ω)D .电压表(0~3 V ,内阻4 k Ω)E .电压表(0~15 V ,内阻15 k Ω)F .滑动变阻器(0~20 Ω,允许最大电流1 A)G .滑动变阻器(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A)H .开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用________________(选填仪器前的字母代号). (2)测电阻时,电流表、电压表、待测金属丝电阻R x 在组成测量电路时,应采用电流表________(选填“外”或“内”)接法,待测金属丝电阻的测量值比真实值偏__________(选填“大”或“小”).(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d 的读数如图所示,则读数为________mm.(4)若用L 表示金属丝的长度,d 表示直径,测得电阻为R ,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=________.[解析] (1)电池组电压是3 V ,流过金属丝的最大电流I m =Er +R x=0.5 A ,故电流表选C ,电压表选D ;滑动变阻器选总阻值小的,便于调节,故选F ;另外要选导线、开关.(2)因为R xR A =40,R V R x=800,故电流表选择外接法,外接法测量值偏小.(3)根据螺旋测微器的读数规则知,读数是0.5 mm +40.0×0.01 mm =0.900 mm.(4)由于R =ρL S =ρ4L πd 2,解得ρ=πRd24L. [答案] (1)ACDFH (2)外 小 (3)0.900 (4)πRd24L对数据处理和误差分析的考查(高考江苏卷)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________(选填“A ”“B ”“C ”或“D ”).从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.甲乙(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________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(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,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议:①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________. [解析] (1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧,即旋紧B .螺旋测微器的示数为(0+41.0×0.01)mm =0.410 mm.(2)电压表的示数不为零,电流表的示数几乎为零,说明连接两电表的电路是导通的.而滑动变阻器几乎不起作用,说明线路电阻很大,故可判断7、8、9间断路.(3)由题意知R AR x ≈0.005<R x R V≈0.02,说明电流表的分压作用不显著,故可将电流表改为内接,并测出多组U 、I 值,求出R x 后,再取平均值作为实验结果.[答案] (1)B 0.410 (2)7、9 断路(3)电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值,用图象法求电阻值)对本实验,除常规的伏安法测电阻外,还可对实验方案进行改进,提出下面几种测量方法:1.安安法若电流表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用.(1)如图甲所示,当两电表所能测得的最大电压接近时,如果已知A 1的内阻R 1,则可测得A 2的内阻R 2=I 1R 1I 2. (2)如图乙所示,当两电表的满偏电压U A2≫U A1时,A 1串联一定值电阻R 0后,同样可测得A 2的电阻R 2=I 1(R 1+R 0)I 2.2.伏伏法若电压表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用.(1)如图甲所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V 1的内阻R 1,则可测出V 2的内阻R 2=U 2U 1R 1.(2)如图乙所示,两电表的满偏电流I V1≪I V2时,V 1并联一定值电阻R 0后,同样可得V 2的内阻R 2=U 2U 1R 1+U 1R 0.3.半偏法测电流表内阻 电路图如图所示步骤:(1)断开S 2,闭合S 1,调节R 0,使A 表满偏为I 0. (2)保持R 0不变,闭合S 2,调节R ,使A 表读数为I 02.(3)由上可得R A =R . 4.等效替代法如图所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数仍为I,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值.(2015·高考全国卷Ⅱ)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表V(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关两个,导线若干.(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.(2)根据设计的电路,写出实验步骤:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R′V,与电压表内阻的真实值R V相比,R′R V(填“>”“=”或“<”),主要理由是V________________________________________________________________________________.[解析] (1)因滑动变阻器阻值较小,所以选择滑动变阻器的分压接法.实验电路图如图所示.(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻.(3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故R′V>R V(其他合理说法也可以).[答案] 见解析本题考查了用半偏法测电压表的内阻,对实验的原理和分析理解能力进行了考查,对知识进行了迁移.另外本实验还可对误差进行分析.1.(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)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.(3)①图丙使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数是________A;当使用3 A量程时,对应刻度盘中每一小格代表________A,图中表针示数为________A.②图丁使用较小量程时,每小格表示________V,图中表针的示数为________V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针示数为________V.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9×0.02 mm=0.18 mm,最后结果是3 mm +0.18 mm=3.18 mm.(2)固定刻度示数为2.0 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:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.(3)①使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,表针示数为0.44 A;当使用3 A 量程时,每一小格为0.1 A ,表针示数为2.20 A .②电压表使用3 V 量程时,每小格表示0.1 V ,表针示数为1.70 V ;使用15 V 量程时,每小格表示0.5 V ,表针示数为8.5 V.答案:(1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150(3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.52.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R 1的阻值置于最______处(选填“大”或“小”);将S 2拨向接点1,闭合S 1,调节R 1,使电流表示数为I 0.②将电阻箱R 2的阻值调至最________(选填“大”或“小”),S 2拨向接点2;保持R 1不变,调节R 2,使电流表示数仍为I 0,此时R 2阻值为1 280 Ω.(3)由此可知,圆柱体的电阻为________ Ω.解析:(1)游标卡尺的精度为0.1 mm ,所以L =(50+1×0.1)mm =5.01 cm ,螺旋测微器的读数为d =(5+31.6×0.01)mm =5.316 mm.(2)①为了保护电流表,在接通电路之前,要使电路中的总电阻尽可能大,然后慢慢减小电路中的电阻.②为使电路电流较小,使电流表示数逐渐变大,电阻箱阻值也应先调至最大. (3)将S 1闭合,S 2拨向接点1时,其等效电路图如图甲所示.当S 2拨向2时,其等效电路图如图乙所示. 由闭合电路欧姆定律知I =ER 1+R +r,当I 相同均为I 0时,R 2=R 圆柱体,所以R 圆柱体=1 280Ω.答案:(1)5.01 5.316(5.310~5.320) (2)①大 ②大 (3)1 2803.(高考山东卷)实验室购买了一捆标称长度为100 m 的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm 2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m ,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R x ,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 k Ω; 滑动变阻器R 1:最大阻值5 Ω; 滑动变阻器R 2:最大阻值20 Ω; 定值电阻:R 0=3 Ω;电源:电动势6 V ,内阻可不计; 开关、导线若干. 回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R 1”或“R 2”),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).解析:根据串、并联电路的特点,电阻定律以及欧姆定律解决问题.(1)根据R =ρlS,得铜导线的阻值约为R x =1.7 Ω,即R x +R 0=4.7 Ω.实验中的滑动变阻器若选R 1,则当滑动变阻器滑片移至a 端时,电压表的示数约为3 V ,若滑动变阻器滑片向右移动,电压表示数变大,超过电压表量程,故实验中的滑动变阻器应选R 2.闭合开关S 前应使电路中的电阻最大,故滑动变阻器滑片应移至a 端.(2)连线如图所示.(3)电压表的示数为2.30 V.(4)根据欧姆定律,铜导线与R 0的串联电阻R =U I =2.300.50Ω=4.6 Ω,所以铜导线的电阻R x =R -R 0=1.6 Ω.根据R x =ρl S得导线长度l =R x S ρ=1.6×1.0×10-61.7×10-8m ≈94 m.答案:(1)R 2 a (2)见解析图 (3)2.30(2.29~2.31均正确) (4)94(93~95均正确) 4.(2017·大庆质检)为了测量一根长约3 cm ,电阻约为100 Ω,横截面为圆形,粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下:直流电源E ,电动势为8.0 V ,内阻可忽略不计; 电流表A 1,量程为0~25 mA ,内阻r 1=100 Ω; 电流表A 2,量程为0~150 mA ,内阻r 2=20 Ω; 定值电阻R 0,阻值为10 Ω; 滑动变阻器R ,最大阻值为10 Ω; 开关S 、导线若干.(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,示数为L =________mm ;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,示数为D =________mm.(2)为了在测量中尽量减小误差,并测多组数据,现给出测量电阻R x 的实验电路图丙,请据此电路图将图丁中的实验器材连接起来.(3)若某次测量中电流表A 1的示数为I 1,电流表A 2的示数为I 2,则由已知量和测量量计算电阻率的表达式为ρ=____________________.(用题目中字母表示即可)解析:(1)材料的长度L =3 cm +7×0.05 mm =30.35 mm ,材料的直径D =3 mm +20.5×0.01 mm =3.205 mm.(3)由欧姆定律可得R x =I 2(R 0+r 2)I 1-r 1 由电阻定律可得R x =ρL S=ρ4L πD2 联立可解得ρ=πD24I 1L [I 2(R 0+r 2)-I 1r 1].答案:(1)30.35 3.205 (2)如图所示(3)πD 24I 1L[I 2(R 0+r 2)-I 1r 1] 5.(高考四川卷)如图是测量阻值约几十欧的未知电阻R x 的原理图,图中R 0是保护电阻(10 Ω),R 1是电阻箱(0~99.9 Ω),R 是滑动变阻器,A 1和A 2是电流表,E 是电源(电动势10 V ,内阻很小).在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下:①连接好电路,将滑动变阻器R 调到最大;②闭合S ,从最大值开始调节电阻箱R 1,先调R 1为适当值,再调节滑动变阻器R ,使A 1示数I 1=0.15 A ,记下此时电阻箱的阻值R 1和A 2的示数I 2;③重复步骤②,再测量6组R 1和I 2值; ④将实验测得的7组数据在坐标纸上描点. 根据实验回答以下问题: (1)现有四只可供选用的电流表:A.电流表(0~3 mA,内阻为2.0 Ω)B.电流表(0~3 mA,内阻未知)C.电流表(0~0.3 A,内阻为5.0 Ω)D.电流表(0~0.3 A,内阻未知)A1应选用________,A2应选用________.(2)测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15 A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”).(3)在坐标纸上画出R1与I2的关系图.(4)根据以上实验得出R x=________ Ω.解析:(1)该实验测R x电阻的原理为并联电路两支路电压相等,即(R x+r2)I2=(R0+R1+r1)I1,其中r1、r2分别为A1、A2两表的内阻.又因为R x的阻值约几十欧,与R0+R1在同一数量级,A1示数为I1=0.15 A,表示电流表A1只能从C、D中选择,A2电流数量级与A1相同.由测量原理可知:(R x+r2)I2=(R0+R1+r1)I1,因R x未知,故r2阻值应已知,故A1选D,A2选C.(2)因A1示数I1=0.15 A不变,R1变小,(R0+R1+r1)I1变小,滑动变阻器所分电压变大,R应变大.(3)该图线为一条直线,离线较远的一组数据为错误数据,应舍去,其他点应对称分布在直线两侧.(4)由实验原理得:(R0+R1+r1)I1=(R x+r2)I2其中R0=10 Ω,r2=5.0 Ω,I1=0.15 A,从图线上选择两组R1、I2代入不同数值可解得R x约为31 Ω.答案:(1)D C (2)变大(3)关系图线如图所示(4)316.(2017·江西部分高中联考)某同学对一个标称值为“5 Ω,1.25 W ”的定值电阻R x 的阻值是否准确产生了怀疑,准备应用学过的电学知识进行测量.现可供使用的器材如下:A .电流表A 1(量程50 mA ,内阻R A1=11 Ω)B .电流表A 2(量程3 A ,内阻约50 Ω)C .电压表V 1(量程15 V ,内阻约15 k Ω)D .电压表V 2(量程3 V ,内阻约3 k Ω)E .滑动变阻器R (最大阻值约20 Ω)F .定值电阻R 0=1 ΩG .直流电源E (电动势4.5 V ,内阻不计) H .开关S 、导线若干(1)用伏安法测量定值电阻R x 的阻值时,所选电压表为________,电流表为________.(填字母编号)(2)在虚线框内画出测量R x 的电路图.x A .用导线按测量电路图将实物连接起来;B .将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大的位置,闭合开关S ;C .将滑动变阻器R 的滑动触头置于合适的位置,读出此时电压表的示数U 和电流表的示数I ;D .断开开关S.计算R x 的公式为R x =____________(各物理量均用题中对应的字母表示).解析:(1)由待测电阻的标称值和电功率公式P =U 2R知U =PR =2.5 V ,所以电压表选择3 V 量程的电压表,即V 2.由P =I 2R 得I = PR = 1.255A =0.5 A ,故电流表应选A 1.(2)由欧姆定律可知,电阻的额定电流I =0.5 A ,电流表A 2量程太大,电流表A 1量程太小,但题中提供了定值电阻R 0,可以通过将其与A 1并联扩大量程,由并联规律可知,当电流表A 1满偏时,通过R 0的电流为11I g =0.55 A ,因此新电流表的量程为0.6 A .因为待测电阻远小于电压表V 2的内阻,故采用电流表外接法测电阻.(3)电流表读数为I ,则由并联分流规律I I 0=R 0R A1可知,通过R 0的电流I 0=IR A1R 0,由欧姆定律可知,R x =UI +I 0=U I +IR A1R 0=UR 0I (R 0+R A1). 答案:(1)V 2 A 1 (2)如图所示(3)UR 0I (R 0+R A1)7.(高考海南卷)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 =U R ,R =ρL S 及S =π⎝ ⎛⎭⎪⎫D 22得ρ=πD 2U 4IL .答案:(1)1.844(1.842~1.846) 4.240 (2)πD 2U4IL8.(高考浙江卷)小明对2B 铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值. (1)图1是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图1中画出.(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B 铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U -I 图上,如图2所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的.(3)请你选择一组数据点,在图2上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为________ Ω.解析:(1)连线如图甲所示.(2)U -I 图象如图乙所示,U -I 图象的斜率反映了电阻的大小,而用电流表内接法时测得的电阻偏大,外接法时测得的电阻偏小,所以外接法的数据点是用“×”表示的.(3)在U -I 图象上,选用外接法所得的“×”连线,则R =ΔUΔI =1.2 Ω,选用内接法所得的“○”连线,则R =ΔUΔI=1.6 Ω. 答案:(1)连线如解析图甲 (2)× (3)作图如解析图乙;用“×”表示的数据连线时,1.2(1.1~1.3均可),用“○”表示的数据连线时,1.6(1.5~1.7均可)。

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