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1、届一轮复习教科版 第八章 直流电路 实验八 学案实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 注意事项1.游标卡尺的读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数， 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标格数，则记录结果表达为(x 精确度)mm。2.螺旋测微器的读数：方法：固定刻度数mm可动刻度数(估读一位)0.01 mm。3.先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。4.电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。5.电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。 误差分析热点一测量仪器、仪表的读数1

2、.游标卡尺(1)游标卡尺的读数主尺读数游标尺读数。(2)游标卡尺的读数方法：“三看”第一看精确度第二看游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端例如(如图1所示)图1第三看游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐2.螺旋测微器读数螺旋测微器读数固定刻度部分读数(mm)可动刻度部分读数精确度(mm)。3.电压表和电流表(1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。(2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。(3)对于00.6 A量程

3、的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。【例1】(1)如图2所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为_mm，_mm，_mm。图2(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图3所示，则金属丝的直径是_mm。图3(3)图4甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A。图乙使用较小量程时，每小格表示_V，图中表针的示数为_V。若使用的

4、是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_ V，图中表针示数为_V。图4(4)旋钮式电阻箱如图5所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_。今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为_。图5解析(1)图2甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm。图2乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm。图2丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 m

5、m0.18 mm3.18 mm。(2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。(3)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A。电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。(4)电阻为1 987 。最简单的操作方法是将“1 ”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两

6、个电阻箱串联可得到的最大电阻是29 999 19 998 。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 。答案(1)17.723.853.18(2)2.150(3)0.020.440.12.200.11.700.58.5(4)1 987将“1 ”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0019 998 【变式训练1】某实验探究小组的同学准备测量电炉丝的电阻率，他们首先用螺旋测微器测出一段电炉丝的直径和长度如图6甲、乙所示，则该电炉丝的直径为_mm，长度为_mm。该小组同学又从标称为“220 V500 W”“220 V300 W”“220 V25 W”的3个电炉中任选一个，正确使用多用电

7、表欧姆10挡测量其阻值，结果如图丙所示，则该电炉的阻值是_，选标称功率为_W的电炉丝。图6解析由图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5 mm，可动刻度示数为40.00.01 mm0.400 mm，金属丝直径为0.5 mm0.400 mm0.900 mm；由图乙所示游标卡尺可知，主尺示数为3.3 cm33 mm，游标尺示数为20.05 mm0.10 mm，金属丝的长度为33 mm0.10 mm33.10 mm；由图丙可知，该电炉的阻值是16.510 165 ，根据P得功率P293 W，故选标称功率为300 W的电炉丝。答案0.90033.10165300热点二教材原型实验电流表的内接法和外

8、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【例2】某实验小组尝试测量一段电阻丝的电阻率。可供选择的器材有：A.电池组E(电动势为3 V，内阻约5 )；B.电压表V(量程为03 V，内阻约15 )；C.电阻箱R(0999.9 )；D.开关、导线若干。图7完成下列填空：(1)把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图7甲所示，其读数为d_mm。(2)将电阻丝两端固定在有刻度尺的接线板两端的接线柱上，在被固定的电阻丝上夹一个与

9、接线柱c相连的小金属夹P。实验要求将a、c端接入电路，且将小金属夹P右移、电阻箱的阻值减小时，接入电路的电压表读数保持不变，如图乙所示，请用笔画线代替导线在图丙中完成电路的连接。(3)图乙中电压表读数为U_V。(4)改变金属夹P与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电压表读数保持不变，如图乙所示。重复多次，记录每一次电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L，数据如表格所示。断开开关，整理实验器材。请在图丁中描点，并作出RL图像。R/21.017.013.09.0L/cm20.0040.0060.0080.00(5)根据RL图像和已知数据，可求出该电阻丝的电阻率为_m。(计算结果保留

10、2位有效数字)解析(1)螺旋测微器的读数要估读到0.001 mm，读数为0 mm40.00.01 mm0.400 mm。(2)实验要求a、c接入电路，且P右移、电阻箱阻值减小时，电压表读数保持不变，则电阻箱和电阻丝应该串联，电压表测量两者的电压和。实验电路连接见答案图甲所示。(3)电压表估读到0.01 V，故电压表读数为2.50 V。(4)RL图像见答案图乙所示。(5)由作出的RL图像可知，| |20 /m，由电阻定律可知|R|L|，| |，代入题给数据得S| |(0.2103)220 m2.5106 m。答案(1)0.400(2)如图甲所示(3)2.50(4)如图乙所示(5)2.5106【变

11、式训练2】实验室购买了一捆标称长度为100 m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1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图8甲所示的电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。图8可供使用的器材有：电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 ；电压表：量程3 V，内阻约9 ；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：R03 ；电源：电动势6 V，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_(填“a”或“b”)端。(2)在实物图9中，已正

12、确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。图9(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为_V。(4)导线实际长度为_m(保留2位有效数字)。解析(1)由R得，铜导线电阻Rx约1.7 ，电路中RxR0约4.7 ，若选R15 的滑动变阻器，则电路中电流将超过电流表量程，故滑动变阻器选R2。为保护电路，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至a端，使其电阻为最大。(2)连接图见答案。(3)电压表量程3 V，指针在2后第3条刻度线，故读数为2.30 V，估读为2.29或2.31均可。(4)R0Rx4.6 ，Rx1.6 ，由Rx得L94 m。答案(1)R2a

13、(2)如图所示。(3)2.30(2.29、2.31均正确)。(4)94(93、95均正确)。1.仪器选择的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材。(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表)。 (3)估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的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。2.实物图连线的基本原则对限流式电路，一般是从电源的正极开始，把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。对分压式电路，应先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来，然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个，依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可。热

14、点三实验拓展创新1.等效替代法测电阻如图10所示。图10(1)S接1，调节R2，读出表示数为I；(2)S接2，R2不变，调节电阻箱R1，使表示数仍为I；(3)由以上可得RxR1。该方法的优点是消除了表内阻对测量的影响，缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化。【例3】电学实验中经常需要测量电阻的阻值：(1)测电阻的方法有很多种，现在有一只标“220 V40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为_。若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值就_(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值。(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值。A.220 V交流电源B.单刀双掷开

15、关一只C.电阻箱一只(0999.9 ，额定电流0.5 A)D.固定电阻一只(0.5 ，额定电流0.3 A)E.交流电流表一只(00.3 A)请在方框内画出电路原理图。解析(1)正常工作时电压为额定电压，故有P，所以R1 210 ；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值。(2)应用替代法。因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作电阻值，故应串联一固定电阻，电路原理图如图。答案(1)1 210小于(2)见解析图2.半偏法测电表内阻(1)半偏法近似测量电流表内阻。方法一：如图11所示，测量电流表的内阻，操作步骤如下：图11将电阻箱R的电阻调到零；闭合

16、S，调节R0，使表达到满偏I0；保持R0不变，调节R，使表示数为；由上可得RGR。方法二：如图12所示，测量电流表的内阻，操作步骤如下：图12断开S2、闭合S1，调节R0，使表满偏为I0；保持R0不变，闭合S2，调节R，使表读数为；由上可得RAR。(2)半偏法近似测量电压表内阻。方法一：如图13所示，测量电压表的内阻，操作步骤如下：图13闭合S，调节电阻箱阻值为R1时，测得表示数为U1；改变电阻箱阻值为R2时，测得表示数为；由上可得RVR22R1。方法二：如图14所示，测量电压表的内阻，操作步骤如下：图14滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值调到最大；闭合S1、S2，调节R0，使表示数指到

17、满偏刻度。断开S2，保持R0不变，调节R，使表指针指到满刻度的一半；由上可得RVR。【例4】(2015新课标全国卷，23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000 )，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV

18、，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”“”或“”)，主要理由是_。解析(1)实验电路图如图所示。(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏 ；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻。(3)断开S2，调节电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，RVRV答案(1)见解析图(2)见解析(3)理由见解析【变式训练3】用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 )，

19、实验室提供如下器材：电池组E：电动势3 V，内阻不计；电流表A1：量程015 mA，内阻约为100 ；电流表A2：量程0300 A，内阻为1 000 ；滑动变阻器R1：阻值范围020 ，额定电流2 A；电阻箱R2：阻值范围09 999 ，额定电流1 A；开关S、导线若干。要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表_(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到_，这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表。(2)在图15中画完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号。图15(3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图16所示，可读出电

20、流表A1的示数是_mA，电流表A2的示数是_A，测得待测电阻Rx的阻值是_。本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)。图16解析(1)把A2和R2串联起来充当电压表，此电压表量程为3 V，R2RA21 000 9 000 。(3)由图16可知，电流表A1的示数为8.0 mA，电流表A2的示数是150 A，待测电阻阻值为Rx187.5 。采用电流表外接法测量的电流值偏大，因此测量的电阻偏小。答案(1)A29 000(2)电路如图(3)8.0150187.5 偏小电路设计时的两个技巧(1)电流表的灵活选用已知内阻的电流表可做电压表使用，在缺少合适的电压表的情

21、况下，常用电流表代替电压表使用，这是电学设计电路的高频考点。(2)电压表的灵活选用已知内阻的电压表可做电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用，这是设计电路中的高频考点。1.(2016全国卷，23)某同学利用图17所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 )，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。图17实验步骤如下按电路原理图17连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图17中最左端所对应的位置，闭合开关S

22、；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。(2)根据图17所示电路将图18中实物图连线。图18(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)。A.100 A B.250 A C.500 A D.1 mA解析(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接

23、入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差。(2)滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示。(3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00 V和0.50 V，则RV4R2 520 。(4)电压表的满偏电流IgA1 mA，故选项D正确。答案(1)R1(2)见解析图(3)2 520(4)D2.某研究小组要测量电压表V1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材：A.电压表V1：量程3 V，内阻r1待测(约2 000 )B.电压表V2：量程6 V，内阻r24 000 C.电压表V3：量程4 V，内阻r310 000

24、D.电流表A1：量程0.6 A，内阻r40.05 E.滑动变阻器R0：总电阻约50 F.电源E：电动势15 V，内阻很小G.开关S、导线若干(1)请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的符号。(2)根据所设计的电路图，写出待测电压表V1的内阻r1的表达式，即r1_，式中各符号的意义是_。解析(1)由待测电压表的量程和内阻分析可知，通过待测电压表的最大电流约为A1.5103 A，该电流远小于电流表的量程，因此电流表不能用，应将内阻已知的电压表用作电流表。如果选择电压表V3，当电压表V3达到满量程时，待测电压表的示数为0.8 V，偏转角度达不到满量程的三分之一

25、，因此应选择电压表V2用作电流表。又由于滑动变阻器的阻值远小于待测电压表的内阻，则滑动变阻器用分压接法，电路设计如答图所示。(2)由串联电路的特点以及欧姆定律可知，待测电压表的内阻应为r1r2，其中U1为电压表V1的示数，U2为电压表V2的示数，r2为电压表V2的内阻。答案(1)如图所示(2) r2U1为电压表V1的示数，U2为电压表V2的示数，r2为电压表V2的内阻3.(2017全国卷，23)某同学利用如图19所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500 )的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 )；电阻箱R (最大阻

26、值为99 999.9 )；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。图19(1)按原理图19将图20中的实物连线。图20(2)完成下列填空：R1的阻值为_ (填“20”或“2 000”)。为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图19中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱R 的阻值置于2 500.0 ，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置，最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)将电阻箱R 和微安表位

27、置对调，其他条件保持不变，发现将R 的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_。解析(1)实物连线如图所示：(2)滑动变阻器R1采用分压式接法，为了方便调节要选择阻值较小的滑动变阻器；为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端对应的位置；将电阻箱R 的阻值置于2 500.0 ，接通S1；将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置；最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前后在B、D中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等；设滑片D两侧电阻分别为R21和R22，由B与D所在位置的电势相等可知，；同理，当R 和微安表对调时，仍有；联立两式解得，RA2 550 (3)为了提高测量精度，应调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。答案(1)见解析(2)20左相等2 550 (3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。