实验二_测金属丝的电阻率.doc

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：Rx<阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A>；电压表：V<量程3 V,内阻约3 kΩ>；电流表：A1<量程0.6 A,内阻约0.2 Ω>；A2<量程3 A,内阻约0.05 Ω>；电源：E1<电源电压为3 V>；E2<电源电压为12 V>；滑动变阻器：R<最大阻值约20 Ω>；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：1．5 mm＋27.40.01 mm＝1.774 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>A1E1　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 Ω,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：A．电压表0～3 V,内阻10 kΩB．电压表0～15 V,内阻50 kΩC．电流表0～0.6 A,内阻0.05 ΩD．电流表0～3 A,内阻0.01 ΩE．滑动变阻器,0～10 ΩF．滑动变阻器,0～100 Ω①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②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ρ＝__________.答案　<1>0.680　<2>①A　C　E　②导线连接在滑动变阻器的滑片上　采用了电流表内接法　<3>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 mm＋0.180 mm＝0.680 mm.<2>①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 Ω,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 Ω,为了减小实验误差,应选10 Ω的滑动变阻器E.<3>由R＝ρ可得：ρ＝.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,用刻度尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720 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 Ω>,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0～0.6 A,内阻约0.125 Ω>C．电压表V<量程0～3 V,内阻3 kΩ>D．滑动变阻器R1<最大阻值20 Ω>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Rx＝4.0 Ω,则这种金属材料的电阻率为________Ωm<保留两位有效数字>．答案　<1>0.600　<2>如图所示<3>1.610－6解析　<3>由R＝ρ得ρ＝＝,将Rx＝4.0 Ω、l＝0.720 m、d＝0.600 mm＝0.60010－3 m代入得ρ≈1.610－6 Ωm.[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 Ω,实验室备有下列实验器材：A．电压表<量程0～3 V,内阻约为15 kΩ>B．电压表<量程0～15 V,内阻约为75 kΩ>C．电流表<量程0～3 A,内阻约为0.2 Ω>D．电流表<量程0～0.6 A,内阻约为1 Ω>E．变阻器R1<0～100 Ω,0.6 A>F．变阻器R2<0～2 000 Ω,0.1 A>G．电池组E<电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω>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．<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______ Ω.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>由于电源的电动势为3 V,所以电压表应选A；被测电阻约为5 Ω,电路中的最大电流约为I＝＝A＝0.6 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．<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Rx＝＝Ω＝2.4 Ω.考点：仪器的选择〔电压表、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 XX]★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 XX]★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]4. [2014 XX]★★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 XX]★★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ρ=6.[2012 XX]★★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4Ω,额定电流约0.5Ａ；电压表：V〔量程3V,内阻约3KΩ；电流表：A1〔量程0.6 A,内阻约0.2Ω； A２〔量程3 A,内阻约0.05Ω；电源：E1〔电动势3 V,内阻不计； E２〔电动势12V,内阻不计；滑动变阻器：R〔最大阻值约20Ω；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,还得判断电流表的内外接〔看电阻之比答案：A1　E1　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<选填"偏大"或"偏小">最后由公式ρ=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 XX]★★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：①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;②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1280Ω;③由此可知,圆柱体的电阻为Ω考点：游标卡尺、螺旋测微器的读数、替代法测电阻替代法测电阻在20XX新课标考察9.[2014 XX]★★★实验室购买了一捆标称长度为100m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1.0mm2,查得铜的电阻率为,再利用图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可供使用的器材有：电流表：量程0.6A,内阻约为0.2；电压表：量程3v,内阻约9K；滑动变阻器R1：最大阻值5；滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：R0=3Ω；电源：电动势6V,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"R1"或"R2",闭合开关S前应将滑片移至_________端〔填"a"或"b".〔2在实物图〔见答题卡中,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0.5。