实验二测金属丝的电阻率.docx

1、实验二测金属丝的电阻率实验二测金属丝的电阻率 实验二：测金属丝的电阻率 作者：日期：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，额定电流约 0.5 A)；电压表：V(量程 3 V，内阻约 3

2、k)；电流表：A1(量程 0.6 A，内阻约 0.2)；A2(量程 3 A，内阻约 0.05)；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)；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：15 mm27.4 0.01 mm1.774 mm.(2)在用伏安法测电阻的实验中，为

3、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l，金属丝的电阻大约为 5，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 03 V，内阻 10 k B电压表 015 V，内阻

4、50 k C电流表 00.6 A，内阻 0.05 D电流表 03 A，内阻 0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 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 _.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

5、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 mm0.180 mm0.680 mm.(2)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，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，为了减小实验误差，应选 10 的滑动变阻器 E.(3)由 R 可得：.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 l0.720 m，

6、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)，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)C电压表 V(量程 03 V，内阻 3 k)D滑动变阻器 R1(最大阻值 20)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 Rx4.0，则这种金属材料的电阻率为_m(保留两位有效数字)答案(1)0.600(2)如图所示 (3)1.

7、6 106 解析(3)由 R 得 ，将 Rx4.0、l0.720 m、d0.600 mm0.600 103 m代入得 1.6106 m.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，实验室备有下列实验器材：A电压表 (量程 03 V，内阻约为 15 k)B电压表 (量程 015 V，内阻约为 75 k)C电流表 (量程 03 A，内阻约为 0.2)D电流表 (量程 00.6 A，内阻约为 1)E变阻器 R1(0100，0.6 A)F变阻器 R2(02 000，0.1 A)G电池组 E(电动势为 3 V，内阻约为 0.3)H开关 S，导线若干(1)为减小实验误差，

8、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_.答案(1)ADEGH(2)乙 实物图见解析(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，电路中的最大电流约为 I A0.6 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

9、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 2.4.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

10、示,该钢笔帽的内径为 mm。【A；d=11mm+0.05mm 6=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 山东】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 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。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

11、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=。6.【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 4，额定电流约 0.5）；电压表：V（量程 3V，内阻约 3K）；电流表：A1（量程 0.6 A，内阻约 0.2）；A（量程 3 A，内阻约 0.05）；电源：E1（电动势 3 V，内阻不计）；E（电动势 12V，内阻不计）；滑动变阻器：R（最大阻值约 20）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S；导线。若滑动变阻器采用限

12、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

13、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=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 R1 的阻值置于最 (选填“大

14、”或“小”)处;将 S2拨向接点 1,闭合 S1,调节 R1,使电流表示数为 I0;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1280;由此可知,圆柱体的电阻为 。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

15、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=3；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 0.50A 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）【分析】：先估算出电阻值，通过

16、电流表的量程计算电路中电阻的最小值，再计算接入电路中 R的部分应该为多大。根据伏安法测出的电阻为 Rx 和 R0 的总和。(1)被测电阻的阻值约为,而电路中最大电流为 Im=0.6A,所以电路中总电阻的最小值为,则滑动变阻器的阻值最小为 R动=R-Rx-R0=5.3,故滑动变阻器应选择 R2;在电路中滑动变阻器为限流接法,闭合开关之前,其阻值应置于最大值处,即 a处。【测量电路的总电阻肯定大于 3 欧，因此，为了使得电流变化范围大，滑动变阻器应该选用 R2】(2)电路连接如图所示 (3)电压表的读数为 2.30V。(4)被测电阻的测量值为,代入数据,解得导线的实际长度为 l=94m。答案:(1

17、)R2 a(2)见解析(3)2.30(4)94【后两个答案有误差范围】考点：限流接法滑动变阻器的选取问题、实物图的连接、电压表的读数、欧姆定律计算电阻、电阻定律 难点：滑动变阻器的选取（根据待测电阻大小选取滑动变阻器：限流法得选一个比待测电阻大的不太多的滑变，分压法选择一个与待测电阻大小差不多的滑变）；计算导线实际长度（计算量大）10.【2012 北京】在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为 50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值).(2)用伏安法测金属丝的电阻 Rx.实

18、验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约 1)、电流表(内阻约 0.1)、电压表(内阻约 3k)、滑动变阻器 R(020,额定电流 2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知,他们测量 Rx 采用的是 (选填“甲”或“乙”)图.(3)图丙是测量 Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片 P 置于变阻器的一端.

19、请根据(2)所选的电路图,补充完成图丙中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.(4)这个小组的同学在坐标纸上建立 U、I 坐标系,如图丁所示,图中已标出了与测量数据对应的 4 个坐标点.请在图丁中标出第 2、4、6 次测量数据的坐标点,并描绘出 U-I 图线.由图线得到金属丝的阻值 Rx=(保留两位有效数字).(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 (填选项前的符号).A.1 10-2m B.1 10-3m C.1 10-6m D.110-8m(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项).A.用螺旋

20、测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差 D.用 U-I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【分析】：1.螺旋测微器的读数；2.根据数据来选择滑动变阻器的接法；（分压接法的特点）；3.实物连接图（题目说了电压表不至于被烧坏，滑动变阻器接入最大）；4.描点，作图，求斜率 R；5.根据电阻定律求解电阻率；6.系统误差和偶然误差。此题出的非常好，题目非常常规，考的知识点简单，但很多。系统的实验过程！难度有些大。【答案】(1)0.3950.399 均可(2)甲(3)如图 (4)如图 4.34.7均可 (5)C(6)C、D 考点：螺旋测微器的读数、电流表的内外接法、U-I 图像计算电阻、电阻定律、误差类型