2019-2020學(xué)年高中物理 第二章 電路 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率學(xué)案 粵教版選修3-1

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1、實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出影響導(dǎo)體電阻的因素.2.掌握測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)原理.3.掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法． 科學(xué)探究：1.了解本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)的物理量及所用的器材和方法.2.能進(jìn)行分組分層、自主合作探究，能綜合信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理． 科學(xué)思維：1.進(jìn)一步掌握用伏安法測(cè)電阻電路的設(shè)計(jì)思想，會(huì)根據(jù)不同情況設(shè)計(jì)電路圖.2.會(huì)根據(jù)情況選擇滑動(dòng)變阻器接入電路的方式. 一、螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺 1．螺旋測(cè)微器的原理及讀數(shù)方法 (1)構(gòu)造及原理 如圖1所示，它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動(dòng)刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測(cè)微螺桿

2、F連在一起的，并通過(guò)精密螺紋套在B上，精密螺紋的螺距是0.5mm，即旋鈕D每轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退0.5mm，可動(dòng)刻度分成50等份，每一等份表示0.01_mm. 圖1 (2)使用方法 當(dāng)A與F并攏時(shí)，可動(dòng)刻度E的零點(diǎn)恰好跟固定刻度B的零點(diǎn)重合，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，將測(cè)微螺桿F旋出，把被測(cè)物體放入A、F之間的夾縫中，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，F(xiàn)快要接觸被測(cè)物時(shí)，要停止使用旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D′，直到聽(tīng)到“喀喀”聲． (3)讀數(shù)方法 L＝固定刻度示數(shù)＋可動(dòng)刻度示數(shù)(估讀一位)×分度值． 注意：①以毫米為單位時(shí)，小數(shù)點(diǎn)后面要有三位有效數(shù)字，特別是最后一位估讀數(shù)字為零時(shí)，不能省略．

3、②在讀數(shù)時(shí)注意半毫米刻度線是否已露出． 2．游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法 (1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖2所示) 圖2 (2)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成． 不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見(jiàn)的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見(jiàn)下表： 刻度格數(shù)(分度) 刻度總長(zhǎng)度 1mm與每小格的差值 精確度(可精確到) 10 9mm 0.1mm 0.1mm 20 19mm 0.05mm 0.05mm 50

4、 49mm 0.02mm 0.02mm (3)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑． (4)讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度) mm. 二、測(cè)定金屬的電阻率 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R(R＝)．電路原理圖如圖3所示． 圖3 (2)用毫米刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝)． (3)由電阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出電阻率． 2．實(shí)驗(yàn)器材 螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)及

5、導(dǎo)線、被測(cè)金屬絲、電源、滑動(dòng)變阻器． 3．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)測(cè)直徑：用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，并記錄． (2)連電路：按如圖3所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路． (3)量長(zhǎng)度：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，重復(fù)測(cè)量3次，并記錄． (4)求電阻：把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S.改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S. (5)拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材． 4．?dāng)?shù)據(jù)處理 電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定： (1)計(jì)算法：利用

6、每次測(cè)量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果． (2)圖象法：可建立I－U坐標(biāo)系，將測(cè)量的U、I值描點(diǎn)作出圖象，利用圖象的斜率的倒數(shù)來(lái)求出電阻值R. 5．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) (1)因一般金屬絲電阻較小，為了減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表外接法； (2)本實(shí)驗(yàn)若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大狀態(tài)． (3)測(cè)量l時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度，且金屬絲伸直)，并將金屬絲拉直；在金屬絲的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑d. (4)電流不宜過(guò)大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免電阻率因溫度升高而變化.

7、 一、實(shí)驗(yàn)原理及操作 例1　在“探究電阻與長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖4所示，金屬絲的匝數(shù)為39，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，金屬絲的電阻大約為5Ω，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后用控制變量法探究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系． 圖4 (1)從圖中得出金屬絲的直徑為_(kāi)_______mm. (2)為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材： A．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩ B．電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩ C．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05Ω D．電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01Ω E．滑動(dòng)變阻器，0～10Ω

8、F．滑動(dòng)變阻器，0～100Ω ①要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(填序號(hào)) ②實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖5所示，請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤． 圖5 錯(cuò)誤a：________________________________________________________________________； 錯(cuò)誤b：________________________________________________________________________. 答案　(1)0.649(0.646

9、～0.652均可)　(2)①A　C　E ②導(dǎo)線連接在了滑動(dòng)變阻器的滑片上　采用了電流表內(nèi)接法 解析　(1)從題圖可讀出緊密繞制的金屬絲的寬度為2.53cm，故直徑為≈0.0649cm＝0.649mm. (2)①因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約是3V，用3V量程的電壓表A；因?yàn)榻饘俳z的電阻大約為5Ω，如果把3V的電動(dòng)勢(shì)全加在金屬絲上，電流約為0.6A，因此用量程是0.6A的電流表C；此題中金屬絲的電阻大約為5Ω，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選10Ω的滑動(dòng)變阻器E. 二、儀器的讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理 例2　(2018·深圳市高中聯(lián)盟期末)張明同學(xué)在測(cè)定某種合金絲的電阻率時(shí)： (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為_(kāi)_

10、______mm(如圖6甲所示)； (2)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm(如圖乙所示)； (3)用圖丙所示的電路測(cè)得的電阻值將比真實(shí)值______(填“偏大”或“偏小”)． 圖6 答案　(1)3.202(3.201～3.203均可)　(2)4.975　(3)偏小 解析　(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：D＝3mm＋20.2×0.01mm＝3.202mm； (2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：L＝49mm＋15×0.05mm＝49.75mm＝4.975cm； (3)由歐姆定律得：金屬絲的電阻值R＝，由于電壓表的分流作用使電流的測(cè)量值偏大，則電阻的測(cè)量值偏?。? 例3　在“

11、測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)．待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm. 圖7 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖7所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)_______mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)． (2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為電池組(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干． 某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下： 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.0

12、0 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖8中的________圖(選填“甲”或“乙”)． 圖8 (3)圖9是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞． 圖9 (4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖10所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)

13、量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)． 圖10 (5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(kāi)_______． A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·m C．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m (6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差，本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的是________． A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B．由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差 D．用U－I圖

14、象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差 答案　(1)0.398(0.396～0.399均正確)　(2)甲　(3)見(jiàn)解析圖　(4)見(jiàn)解析圖　4.5(4.3～4.7均可)　(5)C　(6)CD 解析　(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm. (2)由實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5Ω.由題知Rx?RV，故電流表?外接．若滑動(dòng)變阻器接為限流式接法，電路中最小電流值Imin＝≈0.12A，其中R1為Rx與RV的并聯(lián)電阻值且R1≈Rx.則Rx兩端的電壓最小值Umin＝IminRx≈0.6V，而從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓是從0.10V開(kāi)始的，因此滑動(dòng)變阻器采用的是

15、分壓式接法． (3)實(shí)物連接圖如圖(a)所示 (4)圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，明顯偏離的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖(b)所示． 圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx≈4.5Ω. (5)根據(jù)Rx＝ρ得金屬絲的電阻率ρ＝＝＝Ω·m≈1×10－6Ω·m，故選項(xiàng)C正確． (6)系統(tǒng)誤差是由儀器的某些不完善或?qū)嶒?yàn)方法不夠完善等產(chǎn)生的，其測(cè)量結(jié)果總是偏大或偏?。慌既徽`差具有隨機(jī)性，可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值來(lái)減小偶然誤差． [學(xué)科素養(yǎng)]　通過(guò)本題學(xué)生練習(xí)了螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，提高了根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)、選擇電路圖的能力，鍛煉了分析處理實(shí)

16、驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．在解題過(guò)程中，展現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中交流、反思的能力．本題著重體現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)探究”的學(xué)科素養(yǎng)． 1．(2017·啟東中學(xué)高一下期末)在測(cè)定某一均勻細(xì)圓柱體材料的電阻率實(shí)驗(yàn)中． 圖11 (1)如圖11甲所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm；圖乙用螺旋測(cè)微器測(cè)其直徑為_(kāi)_______mm. (2)其電阻約為6Ω.為了較為準(zhǔn)確地測(cè)量其電阻，現(xiàn)用伏安法測(cè)量．實(shí)驗(yàn)室除提供了電池E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì))、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干，還備有下列實(shí)驗(yàn)器材： A．電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ) B．電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約為15kΩ) C．電流表A1(量程3A，

17、內(nèi)阻約為0.2Ω) D．電流表A2(量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω) E．滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，0.6A) F．滑動(dòng)變阻器R2(0～2000Ω，0.1A) ①為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有____________(選填“A、B、C、D…”等序號(hào))． ②為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖12中________(選填“a”或“b”)為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，其測(cè)量值比真實(shí)值________(選填“偏大”或“偏小”)． 圖12 答案　(1)10.355　1.196(1.195～1.197均可)　(2)①ADE?、赽　偏小 解析　(1)游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為10.3cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.

18、05×11mm＝0.55mm＝0.055cm， 所以最終讀數(shù)為：10.3cm＋0.055cm＝10.355cm. 螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為1mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×19.6mm＝0.196mm， 所以最終讀數(shù)為：1mm＋0.196mm＝1.196mm； (2)①電源電動(dòng)勢(shì)為3V，故電壓表應(yīng)選A，電路最大電流約為：I＝＝A＝0.5A，故電流表選D；由于待測(cè)電阻約6Ω，故為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選擇總阻值較小的E； ②待測(cè)電阻阻值約為6Ω，電壓表內(nèi)阻約為2kΩ，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，應(yīng)選擇題圖b所示實(shí)驗(yàn)電路，由于電壓表分流使電流表讀

19、數(shù)偏大，則由歐姆定律可知，電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏?。? 2．(2018·豫北重點(diǎn)中學(xué)高二12月聯(lián)考)用伏安法測(cè)量電阻阻值R，并求出電阻率ρ，某同學(xué)所用實(shí)驗(yàn)電路如圖13甲所示，給定電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、待測(cè)電阻及導(dǎo)線若干． 圖13 (1)待測(cè)電阻是一均勻材料制成的金屬絲(橫截面為圓形)，用直尺測(cè)量其長(zhǎng)度，用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑，結(jié)果分別如圖丙、乙所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm，直徑為_(kāi)_______mm. (2)對(duì)照電路的實(shí)物連接在虛線框中畫(huà)出正確的電路圖． (3)圖14中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，請(qǐng)作出U－I圖線．

20、 圖14 (4)求出的電阻值R＝________Ω(保留3位有效數(shù)字)． (5)以上測(cè)得的物理量分別是：金屬絲兩端的電壓為U、流過(guò)的電流為I、直徑為D、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寫(xiě)出電阻率的表達(dá)式ρ＝________. 答案　(1)59.40　0.435(0.433～0.437均可) (2)如圖所示 (3)如圖所示 (4)6.10(6.00～6.20均可)　(5) 1．(2018·遼寧師大附中期末)用以下器材測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值： A．待測(cè)電阻Rx，阻值約為200Ω B．電源E，電動(dòng)勢(shì)約為3.0V，內(nèi)阻可忽略不計(jì) C．電流表A1，量程為0～10mA，內(nèi)電阻r1＝20Ω

21、 D．電流表A2，量程為0～20mA，內(nèi)電阻r2約為8Ω E．定值電阻R0，阻值R0＝80Ω F．滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值為10Ω G．滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值為200Ω H．單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干． 圖1 (1)為了測(cè)量電阻，你認(rèn)為應(yīng)選擇圖1中的________圖作為實(shí)驗(yàn)電路(選填“甲”“乙”或“丙”)． (2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選________(選填“R1”或“R2”)；在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于________(選填“a”或“b”)端． 答案　(1)乙　(2)R1　b 2．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻Rx約為5Ω，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)

22、驗(yàn)器材： A．電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ)； B．電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ)； C．電流表(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)； D．電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)； E．變阻器R1(0～10Ω，0.6A)； F．變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)； G．電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V)； H．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干． (1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有________(填器材前面的序號(hào))． (2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖2中________(選填“甲”或“乙”)為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把圖3中的實(shí)物圖用線連接起來(lái)．

23、圖2 圖3 (3)若用毫米刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度為60.00cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如圖4所示，則金屬絲的直徑為_(kāi)_________mm，電阻值為_(kāi)_________Ω. 圖4 答案　(1)ADEGH　(2)乙　見(jiàn)解析圖　(3)0.635(0.633～0.637均可)　2.4 解析　(1)由于電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，所以電壓表應(yīng)選A；被測(cè)電阻約為5Ω，電路中的最大電流約為I＝＝A＝0.6A，電流表應(yīng)選D；根據(jù)變阻器允許通過(guò)的最大電流可知，變阻器應(yīng)選E；還要選用電池組、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．故應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有ADEGH. (2)由于>，應(yīng)采用電流表外接法，故應(yīng)選

24、題圖乙所示電路，實(shí)物連接如圖所示． (3)從螺旋測(cè)微器可以讀出金屬絲的直徑為0.5mm＋13.5×0.01mm＝0.635mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20V，從電流表可以讀出流過(guò)電阻的電流為0.50A，被測(cè)金屬絲的阻值為Rx＝＝Ω＝2.4Ω. 3．用伏安法測(cè)量電阻R的阻值，并求出電阻率ρ. 給定電壓表(內(nèi)阻約為50kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為40Ω)、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、待測(cè)電阻(約為250Ω)及導(dǎo)線若干(要求測(cè)量電流、電壓能從0開(kāi)始調(diào)節(jié))． (1)在虛線框中畫(huà)出測(cè)量R的電路圖． 圖5 (2)圖5中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，試寫(xiě)出根據(jù)此

25、圖求R值的步驟：__________________________________. (3)求出的電阻值R＝________.(保留3位有效數(shù)字) (4)待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑，結(jié)果分別如圖6甲、乙所示．由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______，直徑為_(kāi)_______． 圖6 (5)由以上數(shù)據(jù)可求出ρ＝________.(保留3位有效數(shù)字) 答案　(1)見(jiàn)解析圖 (2)見(jiàn)解析 (3)229Ω(200～237Ω均可) (4)0.800cm　0.190cm (5)8.11×10－2Ω·m 解析　(1)由于R＜，應(yīng)采用電流表外接法

26、，要求測(cè)量電流、電壓從0開(kāi)始調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．如圖所示． (2)①作U－I圖線，圖線應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的直線，使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)(左起第2個(gè)點(diǎn))應(yīng)舍棄；②求該直線的斜率k，則R＝k. (3)在圖象中的直線上取兩點(diǎn)，求出R≈229Ω. (4)題圖甲讀數(shù)l＝8mm＋0×0.02mm＝8.00mm＝0.800cm 題圖乙讀數(shù)d＝1mm＋45×0.02mm＝1.90mm＝0.190cm (5)由R＝ρ，得ρ＝＝Ω·m≈8.11×10－2Ω·m. 4．一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，長(zhǎng)約60cm，電阻約為6Ω，截面圖如圖7所示．

27、 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖8所示，金屬管線的外徑為_(kāi)_______mm. 圖7　　　　　　　　　圖8 (2)實(shí)驗(yàn)室有如下器材： A．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω) B．電流表(量程3A，內(nèi)阻約0.03Ω) C．電壓表(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ) D．滑動(dòng)變阻器(1750Ω，0.3A) E．滑動(dòng)變阻器(15Ω，3A) F．蓄電池(6V，內(nèi)阻很小) G．開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干 要進(jìn)一步精確測(cè)量金屬管線樣品的阻值，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(只填代號(hào)字母) (3)將如圖9所示的實(shí)物電路補(bǔ)充完整． 圖9

28、 (4)金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過(guò)多次測(cè)量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的截面積S，在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還需要測(cè)量的物理量是________．計(jì)算中空部分截面積的表達(dá)式為S＝________. 答案　(1)1.122±0.002　(2)A　E (3)如圖所示 (4)管線長(zhǎng)度L　－ 5．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，需要用刻度尺測(cè)出待測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻Rx. 圖10 (1)請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ＝__________(用上述測(cè)量的字母表示)．

29、 (2)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑時(shí)，刻度尺和螺旋測(cè)微器的示數(shù)分別如圖10所示，則金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量值為l＝_____cm，金屬絲直徑的測(cè)量值為d＝_____mm. (3)用電流表和電壓表測(cè)金屬絲的電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差．按如圖11所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差． 圖11 利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作過(guò)程是： 第一步：先將R2的滑片調(diào)到最左端，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2擲向1閉合，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1和R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過(guò)量程)，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1. 第二步：保持兩滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2擲向2閉合，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2. 請(qǐng)寫(xiě)出由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻Rx的表達(dá)式Rx＝______________. 答案　(1)　(2)36.50(36.48～36.52均可)　0．797(0.796～0.798均可)　(3)－ 16