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1、考点7 实验：测量导体的电阻率实验：测量导体的电阻率 (选修3-1第二章：恒定电流的第六节导体的电阻)1、实验目的（1）掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法；（2）掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法；（3）学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。2、实验原理（1）螺旋测微器构造.如图,S为固定刻度，H为可动刻度.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.读数.A .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.B .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).C
2、.如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米,而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm+15.00.01 mm= 2.150 mm.（2）电阻率的测定原理把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据 计算金属丝的电阻Rx，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，得出计算金属丝电阻率的公式。3、实验器材毫米刻度尺，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050 )、电池组、开关、被测金属丝、导线若干.4、实验步骤（1）直径测定：用螺旋测微
3、器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径， 求出其平均值d，计算出金属丝的横截面积（2）电路连接：按如图所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路.（3）长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.（4）U、I测量：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，记入表格内，断开开关S.（5）拆除实验线路，整理好实验器材.5、数据处理（1）在求Rx的平均值时可用两种方法用Rx分别算出各次的数值，再取平均值.用U-I图线的斜率求出.
4、（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6、误差分析（1）金属丝的横截面积是利用直径计算而得的，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均会带来偶然误差（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7、注意事项（1）本实验中被测金属丝的电阻值较小，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、待测金属丝、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
5、待测金属丝的两端（3）测量被测金属丝的有效长度，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金属丝长度，测量时应将金属丝拉直,反复测量三次，求其平均值（4）测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值（5）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（6）在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流强度I不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大（7）若采用图像法确定Rx，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
6、点可以不予考虑1、电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻2、两种电路的选择阻值比较法：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”。临界值计算法：Rx时，用电流表内接法。实验试探法：按图所示接好电路，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
7、；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。3、仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流(一般假设滑动变阻器采用限流接法时进行估算)如：用伏安法作出标有“6 V,0.6 W”字样的小灯泡的UI图象，而实际加在小灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V.(2)考虑读数误差因素一般要求各电表的实际读数不小于其量程的，以减小读数误差(3)仪器选择的一般步骤首先选择唯一性的器材；粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；估算回路中电流和电压的
8、最大值，在电表的指针有较大幅度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（四川省资中县球溪高级中学2015-2016学年高二上学期12月考）在“测定金属的电阻率”的实验中，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后再根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。某实验小组用米尺测得金属丝的长度为l=0.810m，用螺旋测微器测得金属丝直径的示数如图所示。已知金属丝的电阻大约为4。（1）从图中读得金属丝的直径为_mm。（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下的实验器材：A直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；B电流表A：量程00.6A，内阻约0.125；C电压表V
9、：量程03V，内阻约3k；D滑动变阻器：最大阻值10；E滑动变阻器：最大阻值200；F开关、导线等。为使测量尽量精确，且便于调控，滑动变阻器应选_。（3）根据所选的器材，在虚线框内画出实验电路图_。（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为，则这种金属材料的电阻率为_(电阻率，长度，直径，电阻表示）【答案】（1）0.520；（2）D或；（3）电路图如下图所示；（4）。【点拨】若滑动变阻器采用限流式时能限住电流，则应用限流式，因为限流式操作方便且节能。1、（多选）在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是_A若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面的漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不
10、可用小刀去刮掉漆皮，而两端接头部分则要用砂布打磨干净，以保证电路接触良好B用米尺反复测量3次导线的总长，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中C估计待测金属导线的电阻值大小，选择合适的仪器和实验电路D合上开关S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流强度和电压的数值，计算出导线的电阻R【答案】AC【精细解读】测金属丝的直径应去掉表面的漆，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮掉漆皮，而两端接头部分则要用砂布打磨干净，以保证电路接触良好，A正确；用毫米刻度尺测量3次导线的总长，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中，B错误；计待测金属导线的电阻值大小，选择合适的仪器
11、和实验电路，C正确；记录几组对应的电流强度和电压的数值，作出U-I图象，通过求效率来求电阻，D错误；故选AC.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 ，额定电流约0.5 A)；电压表：V(量程3 V，内阻约3 k)；电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 )；A2(量程3 A，内阻约0.05 )；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 )；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_mm.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_
12、，电源应选_(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图【答案】1.773(1.7711.775均正确)A1E1电路原理图见解析图3、（内蒙古赤峰二中2017-2018学年高二上学期第二次月考）欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻和电阻率，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A.电池组（3V，内阻1） B.电流表（03A，内阻0.0125）C.电流表（00.6A，内阻0.125） D.电压表（03V，内阻3k）E.电压表（015V，内阻15k） F.滑动变阻器（020，额定电流1A）G.滑动变阻器（02000，额定电流0.3A） H.开关、导线（1）用螺旋测微器测电阻丝的直径如图
13、，电阻丝的直径为_mm（2）上述器材中电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻器应选用_；（填写各器材的字母代号）（3）实验电路应采用电流表_接法；（填“内”或“外”）（4）为使通过待测金属导线的电流能在00.5A范围内改变请按要求在下面方框内画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图_.【答案】（1）0.433mm；（2）C；D；F；（3）外；（4）电路图如图所示。【精细解读】螺旋测微器读数时，可以分成整数部分和小数部分两部分来读，根据伏安法测电阻的原每道试题20分，总计100分1、（多选）在“测定金属的电阻率”的实验中,下列说法正确的是_A用伏安法测金属丝的电阻时,可采用电流表内接法B实验
14、中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出电阻平均值C应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值D实验中电流不得太大,以免电阻率发生变化【答案】BD【解析】用伏安法测金属丝电阻时,因金属丝电阻较小,应采用电流表外接法,选项A错；实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出电阻平均值，选项B正确；计算电阻率公式中的l应为接入电路中的长度,并不是整根金属丝的长度,选项C错；实验中电流不得太大,以免电阻率发生变化，选项D正确；故选BD.2、在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 ，
15、使用的电压表有3 V（内阻约为3 k）和15 V（内阻约为15 k）两个量程，电流表有0.6 A（内阻约为0.1 ）和3 A（内阻约为0.02 ）两个量程，供限流用的滑动变阻器有：A.010 ；B.0100 ；C.01 500 三种，可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则：（1）螺旋测微器的示数是_mm.（2）为减小电阻的测量误差，应选用_图所示的电路（3）为了使测量便于调节，应选用编号为_的滑动变阻器（4）电压表的量程应选用_V.（5）电流表的量程应选用_A.【答案】（1）0.806；（2）乙；（3）A；（4）3；（5）0.6【解析】3、（河北省石家
16、庄市第一中学2017-2018学年高二上学期学情反馈考试）某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 200）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻约为100k）；D电压表（量程50 V，内阻约为500 k）；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 k）；G开关和导线若干。（1）电流表应选_，电压表应选_。（填字母代号）（2）请在虚线框中画出测量Rx阻值的实验电路图_。【答案】（1）B；C；（2）电路图如图所示。4、（云南省楚雄州2016-2017学年高二下学期期末考试）要测量某种合
17、金的电阻率。若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率_。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为_mm。 图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关。根据原理图在图丙中将实物连线补充完整。 【答案】 (1) ； 0.650；(2)如图；【解析】若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则根据，其电阻率；用螺旋测微器读数为0.5mm+0.01mm15.0=0.650mm.（2）电路图如上图所示。5、（河南省郑州外国语学校2017届高考物理复习）为了测定一段由均匀材料制成的圆柱体的电阻率(电阻在200250 之间)，现给定电压表V(量程6 V、内阻约为5 k)、电流表A(量程30 m
18、A、内阻约为40 )、滑动变阻器R(015 )、电源(E6 V)、开关S及导线若干.(1)设计测量圆柱体电阻Rx的电路图，并画在虚线框内_； (2)如图所示中的6个点分别表示实验中测得的6组电压表U和电流表I的值，试根据图求出圆柱体电阻Rx_ (结果保留2位有效数字)； (3)用50分度的游标卡尺测得该圆柱体的长度l如图甲所示，则l_ mm；用螺旋测微计测圆柱体的直径d如图乙所示，则d_ mm. (4)由以上数据求出_ m(保留两位有效数字).【答案】（1）电路图如下图所示；（2）2.3102；（3）1.06；2.000；6.5102； 【解析】(1)电阻阻值在200250之间，电压表V内阻约为5k，电流表A内阻约为40，电压表内(4)待测电阻阻值： ,电阻率： =6.5102m；_13