实验二：测金属丝的电阻率

1、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：&（阻值约4 0,额定电流约0.5 A）；电压表：V（量程3 V,内阻约3 kQ）；电流表：A1（量程0.6 A,内阻约0.2 Q）；A2（量程3 A,内阻约0.05 Q）；电源：d（电源电压为3 V）； 均（电源电压为12 V）； 滑动变阻器：人（最大阻值约20 Q）； 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06A解析(1)螺旋测微器的读数为：

2、1. 5 mm+27.4X0.01 mm= 1.774 mm.S艮(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(1.7721.776均正确)(2)A1 E1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/,金属丝的电阻大约为5 Q,先用伏安法测出金属丝的电阻几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03 V,内阻10 kQ一 一二匸-三L I O20B. 电压表015 V,内阻50 kQC. 电流表00.6 A,内阻0.05 QD. 电流表03 A,内阻0.01 QE. 滑动变阻器，010 QF. 滑动变阻器，0100 Q 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

3、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p=.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 、丄nRd2法解析 (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) 由电路图知电源是两节干电池，电动势是3V,用3 V量程的电压表A;因为电阻丝的 电阻大约为5 Q,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 Q,为了减小实验误差，应选10 Q的滑动变 阻器E.lnRd2(3) 由R=pg可得：p=盲厂-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1=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

4、测出金属丝的电阻(阻值大约为5 0),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 0)C. 电压表V(量程03 V,内阻3 k0)D滑动变阻器R1(最大阻值20 0)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若根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx = 4.0 0 ,则这种金属材料的电阻率为（保留两位有效数字）.答案 （1）0.600 （2）如图所示(3)1.6X10-6解析 (3)由 R=pS得 P=RS=nRd，将 Rx=4。、1=0.720 m、d=0.600 mm=0.600X 10-3m 代入得p1.6X 10-6 Qm.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 0,实 验室备有下列实验器材：A. 电压表琴（量程03 V,内阻约为15 k0）B. 电压表（量程015 V,内阻约为75 k0）C. 电流表（量程03 A,内阻约为0.2 0）D. 电流表记

5、：（量程00.6 A,内阻约为1 0）E. 变阻器 R1（0100 0, 0.6 A）F. 变阻器 R2（02 000 0, 0.1 A）G. 电池组E（电动势为3 V,内阻约为0.3 0）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Q=K EV乙（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Q.答案 (1)ADEGH (2)乙 实物图见解析mm,电阻值为(3)0.637(0.6360.638 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 Q,电路中的最大E3电流约为I=R=&A=06 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x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.，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

6、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=030q=2-4x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。23 cmlllllllllllllllll |llll|llll|10 202. 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】5-303. 【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 mm。4. 【2014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。團C 3）斗lllllJ L6 cm1 111 1111111111rHIrrjTi n 1 n i tj10 20

7、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p=。（1 ）由同两冻可知r螺翩撤開固走刻度示数加血标尺示眈那r 題测徹翠示栽为1五卅LTR - （1启Mjtwm -1庄圉阳示可Ml .將际卡尺主尺示報为4 Jtm r曲扬尺示既対軸EFlU臥期.孵标去尺示豔狛卫TUTT/.+ A. J D4?140hrLTrjL= J a2 JOcrn J（2）桐昵阔走嘩,m : R=（彌:“八J ,4. IL弓港忌1 ： ( 1 MJ . 4.24H ; (2 i.4 J6. 【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：Rx （阻值约40,额定电流约0.5 A）;电压表：V （量程3V,内阻约3KQ）;电流表：舛（量程0.6 A,内阻约0.20）;电源：E（电动势3 V,内阻不计）；E2 （

8、电动势12V，内阻不计）；滑动变阻器：R （最大阻值约20Q）;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：A E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。10甲乙25 cmmm I2&45|Ul| 川 1IIIIIIIIIIIIIIIIII llll|EIIINil 1J9 20212223（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P=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R的阻值置于最（选填“大”或“小”）处;将S2拨向接点1,闭合S,调 节R,使电流表示数为1; 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R不变，调节 R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Q; 由此可知，圆柱体的电阻为Q。(1 ) 5.01 ; 5.3152)大：大;1280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2011年新课标考察9. 【2014 山东】 实验室购买了一捆标称

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