高考物理 第7章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)五 探究決定導(dǎo)線電阻的因素

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1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五五探究決定導(dǎo)線探究決定導(dǎo)線電阻電阻的因素的因素一、螺旋測(cè)微器一、螺旋測(cè)微器1.構(gòu)造：構(gòu)造：如圖如圖1所示是常用的螺旋測(cè)微器。它的測(cè)砧所示是常用的螺旋測(cè)微器。它的測(cè)砧A和固定刻度和固定刻度B固定在尺架固定在尺架C上，旋鈕上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕、微調(diào)旋鈕D和可動(dòng)刻度和可動(dòng)刻度E、測(cè)微螺桿、測(cè)微螺桿F連在一起，通過(guò)精密螺紋套在連在一起，通過(guò)精密螺紋套在B上。上。圖圖12.原理：原理：測(cè)微螺桿測(cè)微螺桿F與固定刻度與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退前進(jìn)或后退0.5 mm，而可動(dòng)刻度，而可動(dòng)刻度E上的上的刻度為刻

2、度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退前進(jìn)或后退0.01 mm。即螺旋。即螺旋測(cè)微器的精確度為測(cè)微器的精確度為0.01 mm。讀數(shù)時(shí)誤差出現(xiàn)在毫米的千分位。讀數(shù)時(shí)誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺。上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺。3.讀數(shù)：讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出。部分由可動(dòng)刻度讀出。測(cè)量值測(cè)量值(mm)固定刻度數(shù)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出注意半毫米刻度線是否露出)可動(dòng)刻度數(shù)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位估讀一位)0.01(mm)。螺旋測(cè)微器需要估讀螺

3、旋測(cè)微器需要估讀最后一位數(shù)字為估計(jì)數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時(shí)估計(jì)位為有效數(shù)字最后一位數(shù)字為估計(jì)數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時(shí)估計(jì)位為有效數(shù)字的最后一位。的最后一位。例如例如如圖如圖2所示，固定刻度示數(shù)為所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米從可，不足半毫米從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。圖圖2二、游標(biāo)卡尺二、游標(biāo)卡尺1.構(gòu)造：構(gòu)造：如圖如圖3所示，主尺、游標(biāo)尺所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測(cè)量爪內(nèi)外測(cè)量爪)、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺

4、，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘。固螺釘。圖圖32.用途：用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑。測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑。3.原理：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。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主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm。常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)。常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有尺上小等分刻度有10個(gè)的、個(gè)的、20個(gè)的、個(gè)的、50個(gè)的，其讀數(shù)見(jiàn)下表：個(gè)的，其讀數(shù)見(jiàn)下表：刻度格數(shù)刻度格數(shù)(分分度度)刻度總刻度總

5、長(zhǎng)度長(zhǎng)度每小格與每小格與1 mm的的差值差值精確度精確度(可準(zhǔn)確可準(zhǔn)確到到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4.讀數(shù)：讀數(shù)：若用若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(xK精確度精確度)mm。 三、測(cè)定金屬的電阻率三、測(cè)定金屬的電阻率注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1.先測(cè)直徑，再連電路：先測(cè)直徑，再連電路：為了方便，測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入為了方便，測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)

6、在金屬絲連入電路之前測(cè)量。電路之前測(cè)量。2.電流表外接法電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小，故采用電流：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。表外接法。3.電流控制電流控制：電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲溫：電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲溫度過(guò)高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大。度過(guò)高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大。誤差分析誤差分析熱點(diǎn)一測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)熱點(diǎn)一測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)【例【例1】(2015海南單科，海南單科，11)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖器分別測(cè)量一圓柱體工件的

7、直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖4(a)和和(b)所示。該工件的直徑為所示。該工件的直徑為_(kāi)cm，高度為，高度為_(kāi)mm。圖圖4解析解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)為游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d12 mm40.05 mm12.20 mm1.220 cm螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為h6.5 mm36.00.01 mm6.860 mm答案答案1.2206.860反思總結(jié)反思總結(jié)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)技巧游標(biāo)卡尺的讀數(shù)技巧游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：“三看三看”(1)第一看第一看精確度精確度例如例如(如圖如圖5所示所示)圖圖5易錯(cuò)讀成易錯(cuò)讀成11 mm40.1 mm11.40 mm正確的應(yīng)為正確的應(yīng)為11.4 mm，游標(biāo)卡尺

8、不需估讀，后面不能隨意加零，游標(biāo)卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。也不能隨意去零。例如例如(如圖如圖6所示所示)圖圖6易錯(cuò)讀成易錯(cuò)讀成10 mm120.05 mm10.6 mm，正確的應(yīng)為，正確的應(yīng)為10.60 mm。(2)第二看第二看游標(biāo)尺上的游標(biāo)尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端刻度線位置，區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端例如例如(如圖如圖7所示所示)圖圖7易錯(cuò)讀成易錯(cuò)讀成11 mm100.05 mm11.50 mm正確讀數(shù)為正確讀數(shù)為14 mm100.05 mm14.50 mm(3)第三看第三看游標(biāo)尺的哪條游標(biāo)尺的哪條(第第K條條)刻度線與主尺上的刻度線刻度線與主尺上的刻度線

9、對(duì)齊對(duì)齊【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.(1)如圖如圖8所示的兩把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從左到右分別為所示的兩把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從左到右分別為9 mm長(zhǎng)長(zhǎng)10等分、等分、19 mm長(zhǎng)長(zhǎng)20等分，它們的讀數(shù)依次等分，它們的讀數(shù)依次_mm，_mm。圖圖8(2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量?jī)蓚€(gè)金屬絲的直徑，示數(shù)如圖使用螺旋測(cè)微器測(cè)量?jī)蓚€(gè)金屬絲的直徑，示數(shù)如圖9所示，則所示，則甲、乙金屬絲的直徑分別為甲、乙金屬絲的直徑分別為_(kāi)mm，_mm。圖圖9解析解析(1)圖圖8甲讀數(shù)：整毫米是甲讀數(shù)：整毫米是17，不足，不足1毫米數(shù)是毫米數(shù)是70.1 mm0.7 mm，最后結(jié)果是，最后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7

10、 mm。乙圖讀數(shù)：整。乙圖讀數(shù)：整毫米是毫米是23，不足，不足1毫米數(shù)是毫米數(shù)是170.05 mm0.85 mm，最后結(jié)果是，最后結(jié)果是23 mm0.85 mm23.85 mm。(2)對(duì)圖對(duì)圖9甲：固定刻度示數(shù)為甲：固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。對(duì)圖乙：金屬絲的直徑為。對(duì)圖乙：金屬絲的直徑為4.80.01 mm0.048 mm。答案答案(1)17.723.85(2)2.1500.048熱點(diǎn)二電阻率的測(cè)量及實(shí)物連線熱點(diǎn)二電阻率的測(cè)量及實(shí)物

11、連線【例【例2】(2014江蘇單科，江蘇單科，10)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。電阻率。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖10所示的部件所示的部件_(選填選填“A”、“B”、“C”或或“D”)。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_(kāi)mm。圖圖10(2)圖圖11所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過(guò)程

12、中，發(fā)標(biāo)出。合上開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中以推斷：電路中_(選填圖中表示接線柱的數(shù)字選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)之間出現(xiàn)了了_(選填選填“短路短路”或或“斷路斷路”)。圖圖11(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為的示數(shù)分別為2.23 V和和38 mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為合金絲的阻值為58.7 。為了

13、更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？ 請(qǐng)寫出兩條建請(qǐng)寫出兩條建議。議。答案答案(1)B0.410(2)7、9斷路斷路(3)電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值。均值。(或測(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值或測(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值)方法提煉方法提煉1.儀器選擇的一般步驟儀器選擇的一般步驟(1)首先選擇唯一性的器材；首先選擇唯一性的器材；(2)粗畫電路圖粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表暫不接

14、電流表和電壓表)；(3)估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過(guò)其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定的偏轉(zhuǎn)但不超過(guò)其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材。實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材。2.實(shí)物圖連線的基本原則實(shí)物圖連線的基本原則對(duì)限流式電路，一般是從電源的正極開(kāi)始，把電源、開(kāi)關(guān)、滑對(duì)限流式電路，一般是從電源的正極開(kāi)始，把電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器以及測(cè)量電路順次連接起來(lái)即可。對(duì)分壓式電路，應(yīng)動(dòng)變阻器以及測(cè)量電路順次連接起來(lái)即可。對(duì)分壓式電路，應(yīng)先將電源、開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來(lái)，然先將電源、

15、開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個(gè)，依據(jù)電路后在滑動(dòng)變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個(gè)，依據(jù)電路中電流的流向?qū)y(cè)量電路部分連接起來(lái)即可。中電流的流向?qū)y(cè)量電路部分連接起來(lái)即可。【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.要測(cè)量一段阻值大約為要測(cè)量一段阻值大約為5 的均勻金屬絲的電阻率，除刻度尺、的均勻金屬絲的電阻率，除刻度尺、螺旋測(cè)微器、電源螺旋測(cè)微器、電源E(電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻約為、內(nèi)阻約為0.5 )、最大阻值、最大阻值為為20 的滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)變阻器R、開(kāi)關(guān)一只、導(dǎo)線若干外，還有電流表、開(kāi)關(guān)一只、導(dǎo)線若干外，還有電流表和電壓表各兩只供選擇

16、：和電壓表各兩只供選擇：A1(量程量程1 A、內(nèi)阻約為、內(nèi)阻約為1 )、A2(量程量程0.6 A、內(nèi)阻約為、內(nèi)阻約為2 )、V1(量程量程3.0 V、內(nèi)阻約為、內(nèi)阻約為1 000 )、V2(量量程程15 V、內(nèi)阻約為、內(nèi)阻約為3 000 )。圖圖12圖圖13(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，如圖用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，如圖12所示，則金屬絲的所示，則金屬絲的直徑為直徑為_(kāi)mm。(2)為了使測(cè)量有盡可能高的精度，電流表應(yīng)選為了使測(cè)量有盡可能高的精度，電流表應(yīng)選_，電壓，電壓表應(yīng)選表應(yīng)選_。(3)實(shí)驗(yàn)電路已經(jīng)畫出了一部分，如圖實(shí)驗(yàn)電路已經(jīng)畫出了一部分，如圖13所示，但尚未完整，請(qǐng)所示，但尚

17、未完整，請(qǐng)將該電路完整地連接好將該電路完整地連接好(Rx表示待測(cè)電阻表示待測(cè)電阻)。(4)若用刻度尺測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度為若用刻度尺測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為絲的直徑為d，電流表的讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為U，則該金屬，則該金屬絲的電阻率表達(dá)式為絲的電阻率表達(dá)式為_(kāi)。熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新(電阻的測(cè)量方法電阻的測(cè)量方法)方法方法1伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是高考考查的熱點(diǎn)，也是伏安法測(cè)電阻是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是高考考查的熱點(diǎn)，也是難點(diǎn)。它滲透在電學(xué)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，如測(cè)未知

18、電阻、測(cè)難點(diǎn)。它滲透在電學(xué)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，如測(cè)未知電阻、測(cè)電阻率、測(cè)各種電表內(nèi)阻等。本質(zhì)上都是伏安法測(cè)電阻在不電阻率、測(cè)各種電表內(nèi)阻等。本質(zhì)上都是伏安法測(cè)電阻在不同情景下的具體應(yīng)用。主要涉及電壓表、電流表的選擇以及同情景下的具體應(yīng)用。主要涉及電壓表、電流表的選擇以及實(shí)物連線等。實(shí)物連線等?！纠纠?】某同學(xué)測(cè)量阻值約某同學(xué)測(cè)量阻值約25 k的電阻的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：，現(xiàn)備有下列器材：A.電流表電流表(量程量程100 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約2 k)；B.電流表電流表(量程量程500 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約300 )；C.電壓表電壓表(量程量程15 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約100 k)；D.電壓表電壓

19、表(量程量程50 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約500 k)；E.直流電源直流電源(20 V，允許最大電流，允許最大電流1 A)；F.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(最大阻值最大阻值1 k，額定功率，額定功率1 W)；G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。(1)電流表應(yīng)選電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選_。(填器材代號(hào)填器材代號(hào))(2)該同學(xué)正確選擇儀器后連接了如圖該同學(xué)正確選擇儀器后連接了如圖14所示電路，為保證實(shí)驗(yàn)順?biāo)倦娐?，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問(wèn)題：電路在接線上存在的問(wèn)題：圖圖14_；_

20、。答案答案(1)BC(2)電流表應(yīng)采用內(nèi)接法電流表應(yīng)采用內(nèi)接法滑動(dòng)變阻器應(yīng)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法采用分壓式接法方法方法2伏伏法測(cè)電阻伏伏法測(cè)電阻(電壓表的靈活選用電壓表的靈活選用)已知內(nèi)阻的電壓表可做電流表使用，在缺少合適的電流表的已知內(nèi)阻的電壓表可做電流表使用，在缺少合適的電流表的情況下，常用電壓表代替電流表使用，這是設(shè)計(jì)電路中的高情況下，常用電壓表代替電流表使用，這是設(shè)計(jì)電路中的高頻考點(diǎn)。頻考點(diǎn)?！纠纠?】用以下器材可測(cè)量電阻用以下器材可測(cè)量電阻Rx的阻值。的阻值。待測(cè)電阻待測(cè)電阻Rx，阻值約為，阻值約為600 ；電源電源E，電動(dòng)勢(shì)約為，電動(dòng)勢(shì)約為6.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；，內(nèi)阻可

21、忽略不計(jì)；電壓表電壓表V1，量程為，量程為0500 mV，內(nèi)阻，內(nèi)阻r11 000 ；電壓表電壓表V2，量程為，量程為06 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r2約為約為10 k；電流表電流表A，量程為，量程為00.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻r3約為約為1 ；定值電阻定值電阻R0，R060 ；滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R，最大阻值為，最大阻值為150 ；單刀單擲開(kāi)關(guān)單刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。一個(gè)，導(dǎo)線若干。 (2)若選擇測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算若選擇測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算Rx，則由已知量和測(cè)量物理量，則由已知量和測(cè)量物理量計(jì)算計(jì)算Rx的表達(dá)式為的表達(dá)式為Rx_，式中各符號(hào)的意義是，式中各符號(hào)的意義是_。(所有物理量用題中代表

22、符號(hào)表示所有物理量用題中代表符號(hào)表示)方法方法3安安法測(cè)電阻安安法測(cè)電阻(電流表的靈活選用電流表的靈活選用)已知內(nèi)阻的電流表可做電壓表使用，在缺少合適的電壓表的已知內(nèi)阻的電流表可做電壓表使用，在缺少合適的電壓表的情況下，常用電流表代替電壓表使用，這是電學(xué)設(shè)計(jì)電路的情況下，常用電流表代替電壓表使用，這是電學(xué)設(shè)計(jì)電路的高頻考點(diǎn)。高頻考點(diǎn)?！纠纠?】用伏安法測(cè)定一個(gè)待測(cè)電阻用伏安法測(cè)定一個(gè)待測(cè)電阻Rx的阻值的阻值(阻值約為阻值約為200 )，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：電池組電池組E：電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì)；，內(nèi)阻不計(jì)；電流表電流表A1：量程：量程015 mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約

23、為100 ；電流表電流表A2：量程：量程0300 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為1 000 ；滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍：阻值范圍020 ，額定電流，額定電流2 A；電阻箱電阻箱R2，阻值范圍，阻值范圍09 999 ，額定電流，額定電流1 A；開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。、導(dǎo)線若干。要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量Rx的阻值，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：的阻值，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)為了測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓，可以將電流表為了測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓，可以將電流表_(填寫填寫器材代號(hào)器材代號(hào))與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到_，這，這樣可以改裝成一個(gè)量程為樣可以

24、改裝成一個(gè)量程為3.0 V的電壓表。的電壓表。(2)在圖在圖15中畫完整測(cè)量中畫完整測(cè)量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)。阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)。圖圖15(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖，兩表的示數(shù)如圖16所示，可讀出電流表所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是的示數(shù)是_mA，電流表，電流表A2的示數(shù)是的示數(shù)是_A，測(cè)得待，測(cè)得待測(cè)電阻測(cè)電阻Rx的阻值是的阻值是_。本次測(cè)量存在一定的系統(tǒng)誤差，考。本次測(cè)量存在一定的系統(tǒng)誤差，考慮這個(gè)原因測(cè)量值比真實(shí)值慮這個(gè)原因測(cè)量值比真實(shí)值_(填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)。圖圖16答案答案(1)A29 000(2)電路如圖

25、電路如圖(3)8.0150187.5 偏小偏小方法方法4半偏法測(cè)電表內(nèi)阻半偏法測(cè)電表內(nèi)阻(1)半偏法近似測(cè)量電流表內(nèi)阻。半偏法近似測(cè)量電流表內(nèi)阻。方法一：如圖方法一：如圖17所示，測(cè)量電流表所示，測(cè)量電流表 的內(nèi)阻，操作步驟如下：的內(nèi)阻，操作步驟如下：圖圖17將電阻箱將電阻箱R的電阻調(diào)到零；的電阻調(diào)到零；閉合閉合S，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R0，使，使 表達(dá)到滿偏表達(dá)到滿偏I(xiàn)0；由上可得由上可得RGR。方法二：如圖方法二：如圖18所示，測(cè)量電流表所示，測(cè)量電流表 的內(nèi)阻，操作步驟如下：的內(nèi)阻，操作步驟如下：圖圖18斷開(kāi)斷開(kāi)S2、閉合、閉合S1，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R0，使，使 表滿偏為表滿偏為I0；(2)半偏法近似測(cè)

26、量電壓表內(nèi)阻。半偏法近似測(cè)量電壓表內(nèi)阻。方法一：如圖方法一：如圖19所示，測(cè)量電壓表所示，測(cè)量電壓表 的內(nèi)阻，操作步驟如下：的內(nèi)阻，操作步驟如下：圖圖19圖圖20滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最右端，電阻箱的阻值調(diào)到最大；滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最右端，電阻箱的阻值調(diào)到最大；閉合閉合S1、S2，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R0，使，使 表示數(shù)指到滿偏刻度。表示數(shù)指到滿偏刻度。斷開(kāi)斷開(kāi)S2，保持，保持R0不變，調(diào)節(jié)不變，調(diào)節(jié)R，使，使 表指針指到滿刻度的一半；表指針指到滿刻度的一半；由上可得由上可得RVR?！纠纠?】(2015新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷，23)電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)該表電流

27、的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電流是半偏時(shí)通過(guò)該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻電壓表的內(nèi)阻(半偏法半偏法)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：待測(cè)電壓表待測(cè)電壓表 (量程量程3 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為3 000 )，電阻箱，電阻箱R0(最大阻最大阻值為值為99 999.9 )，滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值最大阻值100 ，額定電流，額定電流2 A)，電源電源E(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì)，內(nèi)阻不計(jì))，開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干。個(gè)，導(dǎo)線若干。(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將

28、電路圖補(bǔ)充完整。將電路圖補(bǔ)充完整。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟：_。(3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，相比，RV_RV(填填“”、“”或或“”)，主要理由，主要理由是是_。解析解析(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最??；閉合開(kāi)關(guān)壓最小；閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏，使電壓表的指針滿偏 ；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開(kāi)保持滑

29、動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱，調(diào)節(jié)電阻箱R0使使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱的電阻值，此即為測(cè)得的電電壓表的指針半偏，讀取電阻箱的電阻值，此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻。壓表內(nèi)阻。(3)斷開(kāi)斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大，此時(shí)支路總電阻增大，分得的電壓也增大，此時(shí)R0兩端的電壓大兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，于電壓表的半偏電壓，RVRV答案答案(1)見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析圖(2)見(jiàn)解析見(jiàn)解析(3)理由見(jiàn)解析理由見(jiàn)解析方法方法5等效替代法等效替代法如圖如圖21所示。所示。圖圖21S接接1，調(diào)節(jié)，調(diào)

30、節(jié)R2，讀出，讀出 表示數(shù)為表示數(shù)為I；S接接2，R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使，使 表示數(shù)仍為表示數(shù)仍為I；由以上可得由以上可得RxR1。該方法的優(yōu)點(diǎn)是消除了該方法的優(yōu)點(diǎn)是消除了 表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響，缺點(diǎn)是電阻箱表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響，缺點(diǎn)是電阻箱的電阻的電阻R1不能連續(xù)變化。不能連續(xù)變化。【例【例7】電流表電流表A1的量程為的量程為0200 A、內(nèi)電阻約為、內(nèi)電阻約為500 ，現(xiàn)，現(xiàn)要測(cè)其內(nèi)阻，要測(cè)其內(nèi)阻，圖圖22除若干開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線之外還有器材如下：除若干開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線之外還有器材如下：電流表電流表A2：與：與A1規(guī)格相同規(guī)格相同滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1：阻值：阻值020 電阻箱電阻箱

31、R2：阻值：阻值09 999 保護(hù)電阻保護(hù)電阻R3：阻值約為：阻值約為3 k電源：電動(dòng)勢(shì)電源：電動(dòng)勢(shì)E約約1.5 V、內(nèi)電阻、內(nèi)電阻r約約2 (1)如圖如圖22所示，某同學(xué)想用替代法測(cè)量電流表內(nèi)阻，他設(shè)計(jì)了所示，某同學(xué)想用替代法測(cè)量電流表內(nèi)阻，他設(shè)計(jì)了部分測(cè)量電路，在此基礎(chǔ)上請(qǐng)你將滑動(dòng)變阻器接入電路中，使部分測(cè)量電路，在此基礎(chǔ)上請(qǐng)你將滑動(dòng)變阻器接入電路中，使實(shí)驗(yàn)可以完成。實(shí)驗(yàn)可以完成。(2)電路補(bǔ)充完整后，請(qǐng)你完善以下測(cè)量電流表電路補(bǔ)充完整后，請(qǐng)你完善以下測(cè)量電流表A1內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)步驟。步驟。a.先將滑動(dòng)變阻器先將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)端移到使電路安全的位置，再把電的滑動(dòng)端移到使電路

32、安全的位置，再把電阻箱阻箱R2的阻值調(diào)到的阻值調(diào)到_(填填“最大最大”或或“最小最小”)。b.閉合開(kāi)關(guān)閉合開(kāi)關(guān)S1、S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使兩電流表的指針在滿，使兩電流表的指針在滿偏附近，記錄電流表偏附近，記錄電流表A2的示數(shù)的示數(shù)I。c.斷開(kāi)斷開(kāi)S1，保持，保持S閉合、閉合、R1不變，再閉合不變，再閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使，使電流表電流表A2的示數(shù)的示數(shù)_，讀出此時(shí)電阻箱的示數(shù)，讀出此時(shí)電阻箱的示數(shù)R2，則電流，則電流表表A1內(nèi)電阻內(nèi)電阻r_。解析解析(1)滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電流表內(nèi)阻，因此必須采滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電流表內(nèi)阻，因此必須采用分壓

33、接法，電路圖如圖所示。用分壓接法，電路圖如圖所示。(2)a.實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)前R2應(yīng)該調(diào)節(jié)到最大，以保證電表安全；應(yīng)該調(diào)節(jié)到最大，以保證電表安全；c.替代法最簡(jiǎn)替代法最簡(jiǎn)單的操作是讓單的操作是讓A2示數(shù)不變，則可直接從示數(shù)不變，則可直接從R2的讀數(shù)得到電流表的內(nèi)的讀數(shù)得到電流表的內(nèi)阻值。阻值。答案答案(1)如圖所示如圖所示(2)a.最大最大c.再次為再次為I(或仍為或仍為I)R21.電流表量程一般有兩種：電流表量程一般有兩種：00.6 A，03 A；電壓表量程一般有；電壓表量程一般有兩種：兩種：03 V，015 V，如圖，如圖23所示；所示；圖圖23接接03 V量程時(shí)讀數(shù)為量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)V。接接01

34、5 V量程時(shí)讀數(shù)為量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)V。接接03 A量程時(shí)讀數(shù)為量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)A。接接00.6 A量程時(shí)讀數(shù)為量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)A。(2)完成下列讀數(shù)完成下列讀數(shù)(如圖如圖24所示所示)。圖圖24a._mmb._mmc._mmd._mme._mm。答案答案(1)1.909.50.800.16(2)a.0.482(0.4810.483)b.0.532(0.5310.533)c.4.076(4.0754.077)d.5.663(5.6615.665)e.11.14圖圖25(1)從圖從圖25中可以讀出該金屬絲的直徑中可以讀出該金屬絲的直徑d_mm。(2)為了測(cè)量該金屬絲的電阻，實(shí)驗(yàn)小組取來(lái)兩節(jié)干電池，如圖為

35、了測(cè)量該金屬絲的電阻，實(shí)驗(yàn)小組取來(lái)兩節(jié)干電池，如圖26所示，將金屬絲拉直后兩端固定在帶有刻度的絕緣底座兩端的接所示，將金屬絲拉直后兩端固定在帶有刻度的絕緣底座兩端的接線柱上，底座的中間有一個(gè)可沿金屬絲滑動(dòng)的金屬觸頭線柱上，底座的中間有一個(gè)可沿金屬絲滑動(dòng)的金屬觸頭P，觸頭，觸頭上固定了接線柱，按下上固定了接線柱，按下P時(shí)，觸頭才與金屬絲接觸，觸頭的位置時(shí)，觸頭才與金屬絲接觸，觸頭的位置可以從刻度尺上讀出。實(shí)驗(yàn)采用的電路原理圖如圖可以從刻度尺上讀出。實(shí)驗(yàn)采用的電路原理圖如圖27所示。請(qǐng)根所示。請(qǐng)根據(jù)該原理圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖據(jù)該原理圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖28連接成實(shí)驗(yàn)電路。連接成實(shí)驗(yàn)電路。圖圖26圖圖27圖圖28 圖圖29解析解析(1)由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知該金屬絲的直徑由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知該金屬絲的直徑d1.5 mm20.00.01 mm1.700 mm；(2)實(shí)物連接圖如圖所示；實(shí)物連接圖如圖所示；