实验二：测金属丝的电阻率.doc

1、第 1 页 共 15 页实验二：测金属丝的电阻率实验电路图：电阻的内外接法选取（由于待测电阻较小，一般选外接法）电阻率的表达式滑动变阻器可以选择限流法，也可以用分压法电压表和电流表的选取和读数螺旋测微器的读数、游标卡尺读数实物图的连接根据电压表和电流表读数计算待测电阻，或者根据 U-I 图像计算斜率求电阻，再计算电阻率或者长度【典型例题剖析】考点 1：实验原理和仪器选择例 1在探究决定导体电阻的因素的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：R x(阻值约 4 ，额定电流约 0.5 A)；电压表：V( 量程 3 V，内阻约 3 k)；电流表：A 1(量程 0.6 A，内阻约 0.2 )；A2(量

2、程 3 A，内阻约 0.05 )；电源：E 1(电源电压为 3 V)；E2(电源电压为 12 V)；第 2 页 共 15 页滑动变阻器：R(最大阻值约 20 )；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S；导线(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)，在虚线框中完成电路原理图电压表最大量程 3V，因此电源得选择 3V，电流表得选 0.6A解析 (1)螺旋测微器的读数为：15 mm27.40.01 mm1.774 mm.(2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，电流表、电压表指针需达

3、到半偏以上，又因待测金属丝的额定电流为 0.5 A，所以电流表选 A1，电源选 E1 即可电路原理图如图所示答案 (1)1.774(1.772 1.776 均正确) (2)A 1 E 1 见解析图1-1在“探究决定导体电阻的因素”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度 l，金属丝的电阻大约为 5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻 R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为_mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：第 3 页 共 15 页A电压表 03 V，内阻 10 kB电压表 015 V，内阻 50

4、kC电流表 00.6 A，内阻 0.05 D电流表 03 A，内阻 0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号)滑动变阻器 F 接入电路会造成电流过小实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误错误1：_错误2：_(3)若测得金属丝的直径用 d 表示，电阻用 R 表示，则该金属材料的电阻率 _.答案 (1)0.680 (2) A C E 导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 (3)Rd24l解析 (1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上

5、应读 0.5 mm，可动刻度上接近第 18 个刻度线，可以估读 0.180 mm，所以该金属丝直径应为0.5 mm0.180 mm0.680 mm.第 4 页 共 15 页(2)由电路图知电源是两节干电池，电动势是 3 V，用 3 V 量程的电压表 A；因为电阻丝的电阻大约为 5 ，如果把 3 V 的电动势全加在电阻丝上，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 ，为了减小实验误差，应选 10 的滑动变阻器 E.(3)由 R 可得： .lS Rd24l考点 2：数据处理及误差分析【例 2】某同学在一次“探究决定导体电阻的因素”的实验中，用刻度尺测

6、出接入电路部分的金属丝长度为 l0.720 m，用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位置如图所示) ，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为 5 )，然后计算出该金属材料的电阻率在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下实验器材：A直流电源 E(输出电压为 3 V)B电流表 A(量程 00.6 A，内阻约 0.125 )C电压表 V(量程 03 V，内阻 3 k)D滑动变阻器 R1(最大阻值 20 )E开关、导线等(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 Rx4.0 ，则这种金属材料的电阻率为_m(保留两位

7、有效数字 )第 5 页 共 15 页答案 (1)0.600 (2) 如图所示(3)1.6106解析 (3)由 R 得 ，将 Rx4.0 、l0.720 m、d0.600 lS RSl Rxd24lmm0.60010 3 m 代入得 1.610 6 m.2-1在“探究决定导体电阻的因素”的实验中，待测金属丝的电阻 Rx约为 5 ，实验室备有下列实验器材：A电压表 (量程 03 V，内阻约为 15 k)B电压表 (量程 015 V，内阻约为 75 k)C电流表 (量程 03 A，内阻约为 0.2 )D电流表 (量程 00.6 A，内阻约为 1 )E变阻器 R1(0100 ，0.6 A)F变阻器 R

8、2(02 000 ，0.1 A)G电池组 E(电动势为 3 V，内阻约为 0.3 )H开关 S，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_( 填器材前面的序号)小电阻外接法(2)为减小实验误差，应选用如图中_( 选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图中的实物图用线连接起来第 6 页 共 15 页(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为 60.00 cm，螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为_ mm，电阻值为 _ .答案 (1)ADEGH (2)乙 实物图见解析(3)0.637(0.636 0.638 均可) 2.4解析 (1)由于

9、电源的电动势为 3 V，所以电压表应选 A；被测电阻约为 5 ，电路中的最大电流约为 I A0.6 A，电流表应选 D；根据变阻器允许通过的最大电流可知，变ERx 35阻器应选 E；还要选用电池和开关，导线若干故应选用的实验器材有 A、D 、E、G、H.(2)由于 ，应采用电流表外接法，应选如图乙所示电路，实物连接如图所示RVRx RxRA(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为 0.637 mm，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V，从电流表可以读出流过电阻的电流为 0.50 A，被测金属丝的阻值为第 7 页 共 15 页Rx 2.4 .UxIx 1.200.50考点：仪器的选择（电压

10、表、电流表、滑动变阻器） 、内外接法选择、实物图连接、螺旋测微器读数、电压表与电流表的读数【巩固训练】1.【2013 山东】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 。【A；d=11mm+0.05mm6=11.30mm】2.在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_mm 。【0.617mm】3.【2012 山东】用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_mm。【1.773】0 20 25 30 35 第 8 页 共 15 页4. 【2014

11、 海南】现有一合金制成的圆柱体，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（a）和图（b）所示。由上图读得圆柱体的直径为 mm，长度为 cm.【1.843mm;4.240cm】（化单位的时候注意有效数字）5.【2014 海南】现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻， 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为 D、L ，测得 D、L 、I、U 表示的电阻率的关系式为 = 。6.【2012 山东】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：R x（阻值约

12、4，额定电流约 0.5） ；电压表：V（量程 3V，内阻约 3K） ；电流表：A 1（量程 0.6 A，内阻约 0.2） ；A （量程 3 A，内阻约 0.05） ；电源：E 1（电动势 3 V，内阻不计） ；E （电动势 12V，内阻不计） ；滑动变阻器：R（最大阻值约 20） ；第 9 页 共 15 页螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S；导线。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） ，在虚线框内（见答题卡）完成电路原理图。【分析】：电压表的量程最大为 3V，因此电源选择 E1；通过电阻的额定电流为 0.5A，因此，电流表选 A1；除此之外，还得判

13、断电流表的内外接（看电阻之比）答案：A 1 E 1 电路图如图考点：仪器的选取（电流表、电源） 、电路原理图7.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被测金属丝的有效长度,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零刻线对齐,图中读数为 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,图中读数为 mm。（2）采用图丙所示的电路测量金属丝的电阻,则金属丝电阻的测量值比真实值第 10 页 共 15 页(选填“偏大”或“ 偏小 ”)。最后由公式 =

14、 计算出金属丝的电阻率( 用直接测量的物理量表示)。考点：电流表外接法、误差分析、刻度尺读数、螺旋测微器读数、电阻率表达式8.【2012 广东】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图乙所示,长度为 cm,直径为 mm 。（2）按图丙连接电路后,实验操作如下：将滑动变阻器 R1的阻值置于最 ( 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;将电阻箱 R2的阻值调至最 ( 选填“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 1280;由此可知,圆柱体的电阻为 。