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文檔簡介
1、實驗:測定金屬的電阻率實驗:測定金屬的電阻率 一、實驗目的一、實驗目的 (1)掌握電流表、電壓表和滑動掌握電流表、電壓表和滑動 變阻器的使用方法變阻器的使用方法 (2)掌握螺旋測微器的使用方法掌握螺旋測微器的使用方法 和讀數(shù)方法和讀數(shù)方法 (3)學會利用伏安法測電阻,進學會利用伏安法測電阻,進 一步測出金屬絲的電阻率一步測出金屬絲的電阻率 二、實驗原理二、實驗原理 ,因此,只要測出金屬,因此,只要測出金屬 絲的長度絲的長度l,橫截面積,橫截面積S和金屬絲的電阻和金屬絲的電阻 R,即可求出金屬絲的電阻率,即可求出金屬絲的電阻率. (1)把金屬絲接入電路中,用伏安法把金屬絲接入電路中,用伏安法 測
2、金屬絲的電阻測金屬絲的電阻R(RU/IU/I)電路原理電路原理 如右圖所示如右圖所示 L RS S L R得由 (2)用毫米刻度尺測量金屬絲的用毫米刻度尺測量金屬絲的 長度長度l,用螺旋測微器量得金屬絲的,用螺旋測微器量得金屬絲的 直徑,算出橫截面積直徑,算出橫截面積S. (3)將測量的數(shù)據(jù)代入公式將測量的數(shù)據(jù)代入公式 求金屬絲的電阻率求金屬絲的電阻率 L RS 三、實驗器材三、實驗器材 被測金屬絲、螺旋測微器、毫米刻度尺、電被測金屬絲、螺旋測微器、毫米刻度尺、電 池組、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關、池組、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關、 導線若干導線若干 四、螺旋測微器、游標卡尺的使用
3、四、螺旋測微器、游標卡尺的使用 1螺旋測微器的構造原理及讀數(shù)螺旋測微器的構造原理及讀數(shù) (1)螺旋測微器的構造螺旋測微器的構造 如下圖所示是常用的螺旋測微器它的測砧如下圖所示是常用的螺旋測微器它的測砧 A和固定刻度和固定刻度S固定在尺架固定在尺架F上旋鈕上旋鈕K、微、微 調(diào)旋鈕調(diào)旋鈕K和可動刻度和可動刻度H、測微螺桿、測微螺桿P連在一連在一 起,通過精密螺紋套在起,通過精密螺紋套在S上上 (2)螺旋測微器的原理螺旋測微器的原理 測微螺桿測微螺桿P與固定刻度與固定刻度S之間的精密之間的精密 螺紋的螺距為螺紋的螺距為0.5 mm,即旋鈕,即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)每旋轉(zhuǎn) 一周,一周,P前進或后退前進或后退0.
4、5 mm,而可動刻,而可動刻 度度H上的刻度為上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動一小格,等份,每轉(zhuǎn)動一小格, P前進或后退前進或后退0.01 mm,即螺旋測微器,即螺旋測微器 的精確度為的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米讀數(shù)時估讀到毫米 的千分位上,因此,螺旋測微器又叫千的千分位上,因此,螺旋測微器又叫千 分尺分尺 (3)讀數(shù):測量時被測物體長度的整毫米數(shù)讀數(shù):測量時被測物體長度的整毫米數(shù) 由固定刻度讀出,小數(shù)部分由可動刻度讀由固定刻度讀出,小數(shù)部分由可動刻度讀 出測量值出測量值(mm)固定刻度數(shù)固定刻度數(shù)(mm)(注意注意 半毫米刻度線是否露出半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)可動刻度數(shù)(估讀
5、估讀 一位一位)0.01 (mm)如下圖所示,固定刻度示如下圖所示,固定刻度示 數(shù)為數(shù)為2.0 mm,不足半毫米而從可動刻度上,不足半毫米而從可動刻度上 讀的示數(shù)為讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為:,最后的讀數(shù)為:2.0 mm 15.00.01 mm2.150 mm. 2游標卡尺游標卡尺(如下圖如下圖)(1)構造:主構造:主 尺、游標尺尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個主尺和游標尺上各有一個 內(nèi)外測量爪內(nèi)外測量爪)、游標尺上還有一個深度、游標尺上還有一個深度 尺,尺身上還有一個緊固螺釘尺,尺身上還有一個緊固螺釘 (2)用途:測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外用途:測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外 徑
6、徑 (3)原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小 分度的差值制成分度的差值制成 不管游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度不管游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度 部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度 少少1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度 有有10個的、個的、20個的、個的、50個的,見下表:個的,見下表: 刻度格數(shù)刻度格數(shù) (分度分度) 刻度總長度刻度總長度 每小格與每小格與1 mm 的差值的差值 精確度精確度 (可準確到可準確到) 109 mm0.1 mm0.1 m
7、m 2019 mm0.05 mm0.05 mm 5049 mm0.02 mm0.02 mm (4)讀數(shù):若用讀數(shù):若用x表示由主尺上讀出的表示由主尺上讀出的 整毫米數(shù),整毫米數(shù),K表示從游標尺上讀出與主表示從游標尺上讀出與主 尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù),則記尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù),則記 錄結(jié)果表達為錄結(jié)果表達為(xK精確度精確度) mm. 五、伏安法測電阻五、伏安法測電阻 1電流表的內(nèi)接法和外接法的比較電流表的內(nèi)接法和外接法的比較 2.兩種電路的選擇兩種電路的選擇 (1)阻值比較法:先將待測電阻的估計阻值比較法:先將待測電阻的估計 值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較,值與電壓表、電流表內(nèi)阻
8、進行比較, 若若Rx較小,宜采用電流表外接法;若較小,宜采用電流表外接法;若 Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法簡單較大,宜采用電流表內(nèi)接法簡單 概括為概括為“大內(nèi)偏大,小外偏小大內(nèi)偏大,小外偏小” (2)臨界值計算法臨界值計算法 Rx 時,用電流表內(nèi)接法時,用電流表內(nèi)接法 VAR R VAR R (3)實驗試探法:按右圖所示接好電實驗試探法:按右圖所示接好電 路,讓電壓表一根接線柱路,讓電壓表一根接線柱P先后與先后與a、b 處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大 的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則 可采用電流表外接法;如果電流表的示可
9、采用電流表外接法;如果電流表的示 數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化 不大,則可采用電流表內(nèi)接法不大,則可采用電流表內(nèi)接法 課堂互動探究課堂互動探究課前自主回顧課前自主回顧 高考總復習高考總復習 課標版課標版 物理物理與名師對話 六、實驗步驟六、實驗步驟 1直徑測定直徑測定 用螺旋測微器在被測金屬導用螺旋測微器在被測金屬導 線上的三個不同位置各測一線上的三個不同位置各測一 次直徑,求出其平均值次直徑,求出其平均值d, 計算出導線的橫截面積計算出導線的橫截面積 4 d 2 S 2電路連接電路連接 按如下圖所示的原理電路圖連接按如下圖所示的原理電路圖連接 好用伏安
10、法測電阻的實驗電路好用伏安法測電阻的實驗電路 3長度測量長度測量 用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金 屬導線的有效長度,反復測量屬導線的有效長度,反復測量3次,求出其次,求出其 平均值平均值l. 4U、I測量測量 把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電 路中的電阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認路中的電阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認 無誤后,閉合開關無誤后,閉合開關S,改變滑動變阻器滑動,改變滑動變阻器滑動 片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表 的示數(shù)的示數(shù)I和和U的值,記入表格內(nèi),斷開開關的值
11、,記入表格內(nèi),斷開開關S 5拆去實驗線路,整理好實驗器材拆去實驗線路,整理好實驗器材 七、數(shù)據(jù)處理七、數(shù)據(jù)處理 1在求在求Rx的平均值時可用兩種方法的平均值時可用兩種方法 (1)用用 分別算出各次的數(shù)值,分別算出各次的數(shù)值, 再取平均值再取平均值 (2)用用UI圖線的斜率求出圖線的斜率求出 2計算電阻率計算電阻率 將記錄的數(shù)據(jù)將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值代入電阻的值代入電阻 率計算式率計算式 I U R X LI U L S RX 4 d 2 八、誤差分析八、誤差分析 (1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得,金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得, 直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一直徑的測量是
12、產(chǎn)生誤差的主要來源之一 (2)采用伏安法測量金屬絲的電阻時,由于采采用伏安法測量金屬絲的電阻時,由于采 用的是電流表外接法,測量值小于真實值,用的是電流表外接法,測量值小于真實值, 使電阻率的測量值偏小使電阻率的測量值偏小 (3)金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀 數(shù)等會帶來偶然誤差數(shù)等會帶來偶然誤差 (4)由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫,會使金屬絲由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫,會使金屬絲 的電阻率變大,造成測量誤差的電阻率變大,造成測量誤差 九、注意事項九、注意事項 (1)本實驗中被測金屬導線的電阻值較小,因此實本實驗中被測金屬導線的電阻值較小,因此實 驗電路一般
13、采用電流表外接法驗電路一般采用電流表外接法 (2)實驗連線時,應先從電源的正極出發(fā),依次將實驗連線時,應先從電源的正極出發(fā),依次將 電源、開關、電流表、待測金屬導線、滑動變阻電源、開關、電流表、待測金屬導線、滑動變阻 器連成主干線路器連成主干線路(閉合電路閉合電路),然后再把電壓表并,然后再把電壓表并 聯(lián)在待測金屬導線的兩端聯(lián)在待測金屬導線的兩端 (3)測量被測金屬導線的有效長度,是指測量待測測量被測金屬導線的有效長度,是指測量待測 導線連接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電導線連接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電 壓表兩端點間的待測導線長度,測量時應將導線壓表兩端點間的待測導線長度,測量時
14、應將導線 拉直,反復測量三次,求其平均值拉直,反復測量三次,求其平均值 (4)測金屬導線直徑一定要選三個不同測金屬導線直徑一定要選三個不同 部位進行測量,求其平均值部位進行測量,求其平均值 (5)閉合開頭閉合開頭S之前,一定要使滑動變阻之前,一定要使滑動變阻 器的滑片處在有效電阻值最大的位置器的滑片處在有效電阻值最大的位置 (6)在用伏安法測電阻時,通過待測導在用伏安法測電阻時,通過待測導 線的電流強度線的電流強度I不宜過大不宜過大(電流表用電流表用0 0.6 A量程量程),通電時間不宜過長,以免,通電時間不宜過長,以免 金屬導線的溫度明顯升高,造成其電阻金屬導線的溫度明顯升高,造成其電阻 率
15、在實驗過程中逐漸增大率在實驗過程中逐漸增大 (7)求求R的平均值時可用兩種方法:第的平均值時可用兩種方法:第 一種是用一種是用RU/I算出各次的測量值,再算出各次的測量值,再 取平均值;第二種是用圖象取平均值;第二種是用圖象(UI圖線圖線) 來求出若采用圖象法,在描點時,要來求出若采用圖象法,在描點時,要 盡量使各點間的距離拉大一些,連線時盡量使各點間的距離拉大一些,連線時 要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩 側(cè),個別明顯偏離較遠的點可以不予考側(cè),個別明顯偏離較遠的點可以不予考 慮慮 (2012高考廣東卷高考廣東卷)某同學測量一個圓柱某同學測量一個圓柱 體的電
16、阻率,需要測量圓柱體的尺體的電阻率,需要測量圓柱體的尺 寸分別使用游標卡尺和螺旋測微器測寸分別使用游標卡尺和螺旋測微器測 量圓柱體的長度和直徑,某次測量的示量圓柱體的長度和直徑,某次測量的示 數(shù)如圖數(shù)如圖(a)和圖和圖(b)所示,長度為所示,長度為 _cm,直徑為,直徑為_mm. 答案 5.015.315 游標卡尺的讀數(shù)應注意以下幾點:游標卡尺的讀數(shù)應注意以下幾點: (1)看清精確度看清精確度 例如例如(下圖下圖) 易錯成易錯成1140.1 mm11.40 mm 正確的應為正確的應為11.4 mm,游標卡尺不需,游標卡尺不需 估讀,后面不能隨意加零估讀,后面不能隨意加零 例如例如(如下圖如下圖
17、) 易錯成易錯成10120.05 mm10.6 mm, 正確的應為正確的應為10.60 mm (2)主尺上的單位應為厘米主尺上的單位應為厘米 主尺上標識的主尺上標識的1、2、3等數(shù)字通常是指等數(shù)字通常是指 厘米,讀數(shù)時應將毫米和厘米分清,游厘米,讀數(shù)時應將毫米和厘米分清,游 標卡尺主尺上的最小刻度是標卡尺主尺上的最小刻度是1 mm. 例如例如(如下圖如下圖) 易錯成易錯成(540.05) mm5.20 mm 正確的應為正確的應為(5040.05) mm50.20 mm (3)區(qū)分零刻度與標尺最前端區(qū)分零刻度與標尺最前端 例如例如(如下圖如下圖) 易錯成易錯成13100.05 mm13.50 m
18、m 正確讀數(shù)為正確讀數(shù)為14100.05 mm14.50 mm (2013合肥期中合肥期中)在在“測定金屬導體的電測定金屬導體的電 阻率阻率”的實驗中,待測金屬絲的電阻的實驗中,待測金屬絲的電阻Rx約約 為為5,實驗室備有下列實驗器材,實驗室備有下列實驗器材 A電壓表電壓表 (量程量程03 V,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為 15 k) B電壓表電壓表 C電流表電流表 (量程量程03 A,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為 0.2 ) (量程量程015 V,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為 75 k) D電流表電流表 (量程量程00.6 A,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為 11 ) E變阻器變阻器R1(0100 ,0.6 A) F變阻器變阻器R2
19、(02000 ,0.1 A) G電池組電池組E(電動勢為電動勢為3 V,內(nèi)阻,內(nèi)阻 約為約為0.3 ) H開頭開頭S,導線若干,導線若干 (1)為減小實驗誤差,應選用的實為減小實驗誤差,應選用的實 驗器材有驗器材有(填代號填代號)_ (2)為減小實驗誤差,應選用下圖為減小實驗誤差,應選用下圖(1) 中中_(填甲或乙填甲或乙)為該實驗的電路為該實驗的電路 原理圖原理圖. 按所選擇的電路原理圖把圖按所選擇的電路原理圖把圖(2)(2)中的中的 實物圖用線連接起來實物圖用線連接起來 (3)若用毫米刻度尺測得金屬絲長若用毫米刻度尺測得金屬絲長 度為度為60.00 cm,用螺旋測微器測得金,用螺旋測微器測
20、得金 屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如圖屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如圖(3)所所 示,則金屬絲的直徑為示,則金屬絲的直徑為 _mm,電阻值為,電阻值為_. 掌握本實驗的原理和方法掌握本實驗的原理和方法 (1)由于電源的電動勢為由于電源的電動勢為3 V,所以電,所以電 壓表應選壓表應選A,被測電阻阻值約為,被測電阻阻值約為5 , 電路中的最大電流約為電路中的最大電流約為IE/RX3/5A 0.6 A,電流表應選,電流表應選D,根據(jù)變阻器,根據(jù)變阻器 允許通過的最大電流可知,變阻器應允許通過的最大電流可知,變阻器應 選選E,還要選用電池和開關,導線若,還要選用電池和開關,導線若 干故應選用的實驗器材有干故
21、應選用的實驗器材有ADEGH. (2)由于由于RV/RxRx/RA,應采用電流,應采用電流 表外接法,應選乙所示電路,實物表外接法,應選乙所示電路,實物 連接如下圖所示連接如下圖所示 (3)(3)從螺旋測微器可以讀出金屬絲的從螺旋測微器可以讀出金屬絲的 直徑為直徑為0.635 mm0.635 mm,從電壓表可以讀出電,從電壓表可以讀出電 阻兩端電壓為阻兩端電壓為1.20 V1.20 V,從電流表可以讀,從電流表可以讀 出流過電阻的電流為出流過電阻的電流為0.50 A0.50 A,被測電阻,被測電阻 的阻值為的阻值為 R Rx xUx/Ix1.20/0.50 2.4 .2.4 . 答案答案 (1
22、)ADEGH(2)乙如嘗試乙如嘗試 解答圖所示解答圖所示(3)0.6352.4 儀器選擇的基本思路儀器選擇的基本思路 (1)優(yōu)先考慮安全因素:優(yōu)先考慮安全因素: 各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程,電各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程,電 阻類元件中的實際電流阻類元件中的實際電流(或電壓或電壓)不能超不能超 過其充許的最大電流過其充許的最大電流(或電壓或電壓)實際處實際處 理過程中,需要估算回路中的最大電流理過程中,需要估算回路中的最大電流 (一般應假設變阻器采用限流接法時進一般應假設變阻器采用限流接法時進 行估算行估算)如:用伏安法作出標有如:用伏安法作出標有“6 V,0.6 W”字樣的小燈泡的字樣
23、的小燈泡的UI圖線,則圖線,則 實際加在燈泡兩端的電壓的最大值不能實際加在燈泡兩端的電壓的最大值不能 超過超過6 V. (2)考慮讀數(shù)誤差因素:考慮讀數(shù)誤差因素: 一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量 程的程的(1/3),以減小讀數(shù)誤差,以減小讀數(shù)誤差 (3)儀器選擇的一般步驟:儀器選擇的一般步驟: 首先選擇唯一性的器材;首先選擇唯一性的器材; 粗畫電路圖粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表暫不接電流表和電壓表); 估算回路中電流和電壓的最大值,在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)但不超過電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過 其量程的情況下,
24、結(jié)合已知器材的規(guī)格,其量程的情況下,結(jié)合已知器材的規(guī)格, 確定實驗電路和實驗器材確定實驗電路和實驗器材 “ “替代法替代法”測電阻測電阻 原理:替代法的測量思路是等效的思想,用原理:替代法的測量思路是等效的思想,用 已知電阻來代替未知電阻,保證代替前后電已知電阻來代替未知電阻,保證代替前后電 路中的電流、電壓相等路中的電流、電壓相等 如圖所示,把單刀雙擲開關扳在如圖所示,把單刀雙擲開關扳在a端,調(diào)節(jié)端,調(diào)節(jié) R1使電流表的指針指在一個適當?shù)奈恢貌⒂浭闺娏鞅淼闹羔樦冈谝粋€適當?shù)奈恢貌⒂?錄下此位置;保持錄下此位置;保持R1不動,將開關扳在不動,將開關扳在b 端,調(diào)節(jié)電阻箱端,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值電
25、流表指針重新回的阻值電流表指針重新回 到剛才的位置,記下此時電阻箱的阻值,就到剛才的位置,記下此時電阻箱的阻值,就 是待測電阻是待測電阻Rx的阻值的阻值 此法測電阻時在理論上不存在誤差,圖此法測電阻時在理論上不存在誤差,圖 示電路也僅供讀者參考,其具體電路要根示電路也僅供讀者參考,其具體電路要根 據(jù)實際情況來定,如電流表我們可以用電據(jù)實際情況來定,如電流表我們可以用電 壓表來代替,單刀雙擲開頭也可以由普通壓表來代替,單刀雙擲開頭也可以由普通 的開關來替代,總的說來如題中所給儀器的開關來替代,總的說來如題中所給儀器 包含一個電阻箱,一個電壓或電流表包含一個電阻箱,一個電壓或電流表(即使即使 讀數(shù)
26、不準也可,因為只是用它做一個標記讀數(shù)不準也可,因為只是用它做一個標記) 時我們要考慮此法時我們要考慮此法 (2012高考廣東卷高考廣東卷)某同學測量一個圓某同學測量一個圓 柱體的電阻率,按如圖連接電路后,實柱體的電阻率,按如圖連接電路后,實 驗操作如下:驗操作如下: (1)將滑動變阻器將滑動變阻器R1的阻值置于最的阻值置于最 _處處(填填“大大”或或“小小”);將;將S2 撥向接點撥向接點1,閉合,閉合S1,調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)R1,使電流,使電流 表示數(shù)為表示數(shù)為I0; (2)將電阻箱將電阻箱R2的阻值調(diào)至最的阻值調(diào)至最_ 處處(填填“大大”或或“小小”);S2撥向接點撥向接點 2;保持;保持R1不變
27、,調(diào)節(jié)不變,調(diào)節(jié)R2,使電流表示,使電流表示 數(shù)仍為數(shù)仍為I0,此時,此時R2阻值為阻值為1280 . (3)由此可知,圓柱體的電阻為由此可知,圓柱體的電阻為 _. 嘗試解答嘗試解答(1)滑動變阻器是限流接滑動變阻器是限流接 法,所以開始要將變阻器阻值調(diào)到最法,所以開始要將變阻器阻值調(diào)到最 大,電阻箱阻值一開始也應調(diào)到最大,電阻箱阻值一開始也應調(diào)到最 大,從最大開始逐漸調(diào)小大,從最大開始逐漸調(diào)小(2)本實驗本實驗 是替代法測電阻,單刀雙擲開關撥向是替代法測電阻,單刀雙擲開關撥向 1和撥向和撥向2效果相同,所以待測電阻與效果相同,所以待測電阻與 電阻箱的電阻相同,為電阻箱的電阻相同,為1280
28、. 答案答案 (1)大大(2)大大(3)1280 電阻的測量 伏安法伏安法 電路圖 誤差和結(jié)論誤差和結(jié)論 伏特表和安培表接入電路,由于分流伏特表和安培表接入電路,由于分流 和分壓引起電流和電壓的變化和分壓引起電流和電壓的變化 內(nèi)接法測量的電阻比真實值大,內(nèi)接法測量的電阻比真實值大, 外外接法測量的電阻比真實值小接法測量的電阻比真實值小 反思總結(jié) 電阻的測量 電路圖 等效法等效法 特點特點 兩次測量時,滑動變阻器兩次測量時,滑動變阻器 阻值不變電表的指針在同阻值不變電表的指針在同 一位置,但可以不讀數(shù)一位置,但可以不讀數(shù) 電阻的測量 比例法比例法 特點特點 電路圖 比例法測電阻的依據(jù)是:串聯(lián)電路
29、的電壓與電比例法測電阻的依據(jù)是:串聯(lián)電路的電壓與電 阻成正比,并聯(lián)電路的電流與電阻成反比。電阻成正比,并聯(lián)電路的電流與電阻成反比。電 壓表可顯示電阻兩端的電壓值,電流表可顯示壓表可顯示電阻兩端的電壓值,電流表可顯示 電阻中通過對電流值,所以測電流表內(nèi)阻應把電阻中通過對電流值,所以測電流表內(nèi)阻應把 電流表并聯(lián),測電壓表內(nèi)阻應把電壓表串聯(lián)。電流表并聯(lián),測電壓表內(nèi)阻應把電壓表串聯(lián)。 電阻的測量 差值法差值法 原理和結(jié)論原理和結(jié)論 電路圖 串聯(lián)電路的分壓原理和并聯(lián)串聯(lián)電路的分壓原理和并聯(lián) 電路的分流原理電路的分流原理 0 2 1 ;R UU U RR I II R X X VA 電阻的測量 半偏法半偏
30、法 條件條件 電路圖 在甲圖中電阻箱的阻值比滑動變阻器阻 值小很多,在乙圖中電阻箱的阻值比滑 動變阻器阻值大很多。 1在在“探究決定導線電阻的因素探究決定導線電阻的因素”的的 實驗中,以下操作中錯誤的是實驗中,以下操作中錯誤的是() A用米尺測量金屬絲的全長,且測用米尺測量金屬絲的全長,且測 量三次,算出其平均值,然后再將金量三次,算出其平均值,然后再將金 屬絲接入電路中屬絲接入電路中 B用螺旋測微器在金屬絲三個不同部用螺旋測微器在金屬絲三個不同部 位各測量一次直徑,算出其平均值位各測量一次直徑,算出其平均值 C用伏安法測電阻時采用電流表內(nèi)用伏安法測電阻時采用電流表內(nèi) 接法,多次測量后算出平均
31、值接法,多次測量后算出平均值 D實驗中應保持金屬絲的溫度不變實驗中應保持金屬絲的溫度不變 解析解析實驗中應測量出金屬絲接入實驗中應測量出金屬絲接入 電路中的有效長度,而不是全長;金電路中的有效長度,而不是全長;金 屬絲的電阻很小,與電壓表內(nèi)阻相差屬絲的電阻很小,與電壓表內(nèi)阻相差 很大,使金屬絲與電壓表并聯(lián),電壓很大,使金屬絲與電壓表并聯(lián),電壓 表對它分流作用很小,應采用電流表表對它分流作用很小,應采用電流表 外接法故外接法故A、C操作錯誤操作錯誤 答案答案 AC 2分別用下圖所示的甲、乙兩種電路測量分別用下圖所示的甲、乙兩種電路測量 同一未知電阻的阻值圖甲中兩表的示數(shù)分同一未知電阻的阻值圖甲中
32、兩表的示數(shù)分 別為別為3 V、4 mA,圖乙中兩表的示數(shù)分別為,圖乙中兩表的示數(shù)分別為 4 V、3.9 mA,則待測電阻,則待測電阻Rx的真實值為的真實值為 ( ) A略小于略小于1 kB略小于略小于750 C略大于略大于1 k D略大于略大于750 解析解析先判斷采用的測量方法,由于先判斷采用的測量方法,由于 在兩種不同的接法中電壓表的示數(shù)變在兩種不同的接法中電壓表的示數(shù)變 化大,說明測量的是小電阻,這樣電化大,說明測量的是小電阻,這樣電 流表分壓較大,應該采用圖甲進行測流表分壓較大,應該采用圖甲進行測 量比較準確圖甲中測量值為量比較準確圖甲中測量值為R測 測 U測 /I測750 ,較真實值
33、偏小故,較真實值偏小故D項正項正 確確 3(1)如圖如圖(1)所示的三把游標卡尺,它們的所示的三把游標卡尺,它們的 游標尺自左至右分別為游標尺自左至右分別為9 mm長長10等分、等分、19 mm長長20等分、等分、49 mm長長50等分,它們的讀等分,它們的讀 數(shù)依次為數(shù)依次為_mm,_mm, _mm.(2)使用螺旋測微器測量金屬絲使用螺旋測微器測量金屬絲 的直徑,示數(shù)如圖的直徑,示數(shù)如圖(2)所示,則金屬絲的直所示,則金屬絲的直 徑是徑是_mm. (3)圖圖(3)甲用甲用0.6 A量程量程 時,對應刻度盤上每一小格代時,對應刻度盤上每一小格代 表表_A,表針的示數(shù)是,表針的示數(shù)是 _A;當使
34、用;當使用3 A量程量程 時,對應刻度盤上每一小格代時,對應刻度盤上每一小格代 表表_A,圖中表針示數(shù)為,圖中表針示數(shù)為 _A. 圖圖(3)乙使用較小量程時,乙使用較小量程時, 每小格表示每小格表示_V,圖中指,圖中指 針的示數(shù)為針的示數(shù)為_V若使用若使用 的是較大量程,則這時表盤刻的是較大量程,則這時表盤刻 度每小格表示度每小格表示_V,圖中,圖中 表針指示的是表針指示的是_V. (4)旋鈕式電阻箱如右旋鈕式電阻箱如右(4)圖所示,電流從接圖所示,電流從接 線柱線柱A流入,從流入,從B流出,則接入電路的電阻流出,則接入電路的電阻 為為_.今欲將接入電路的電阻改變今欲將接入電路的電阻改變 20
35、87 ,最簡單的操作方法是,最簡單的操作方法是_若若 用兩個這樣的電阻箱,則可得到的電阻值范用兩個這樣的電阻箱,則可得到的電阻值范 圍為圍為_ 解析解析(1)最上面圖讀數(shù):整毫米是最上面圖讀數(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,最 后結(jié)果是后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7 mm. 中間圖讀數(shù):整毫米是中間圖讀數(shù):整毫米是23,不足,不足1毫米數(shù)毫米數(shù) 是是130.05 mm0.65 mm,最后結(jié)果是,最后結(jié)果是 23 mm0.65 mm23.65 mm. 最下面圖讀數(shù):整毫米是最下面圖讀數(shù):整毫米是3,不足,不足1毫米毫米 數(shù)是數(shù)是90.02 mm
36、0.18 mm,最后結(jié)果是,最后結(jié)果是 3 mm0.18 mm3.18 mm. (2)固定刻度示數(shù)為固定刻度示數(shù)為2.0 mm,不足半毫米的,不足半毫米的 從可動刻度上讀的示數(shù)為從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù),最后的讀數(shù) 為:為:2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm. (3)使用使用0.6 A量程時,刻度盤上的每一小量程時,刻度盤上的每一小 格為格為0.02 A,指針的示數(shù)為,指針的示數(shù)為0.44 A;當換用;當換用3 A量程時,每一小格為量程時,每一小格為0.1 A,指針示數(shù)為,指針示數(shù)為 2.20 A. 電壓表使用電壓表使用3 V量程時,每小格表示量程時,每小格表
37、示0.1 V,指針示數(shù)為,指針示數(shù)為1.70 V;使用;使用15 V量程時,量程時, 每小格為每小格為0.5 V,指針示數(shù)為,指針示數(shù)為8.5 V. (4)電阻為電阻為1987 .最簡單的操作方法是將最簡單的操作方法是將 “1 k”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到2,再將,再將“100”旋鈕旋鈕 調(diào)對調(diào)對0.每個電阻箱的最大阻值是每個電阻箱的最大阻值是9999 ,用,用 這樣兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻這樣兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻 29999 19998 .故兩個這樣的電阻故兩個這樣的電阻 箱,則可得到的電阻值范圍為箱,則可得到的電阻值范圍為019998 . 答案答案 (1)17.7;23.65;3.
38、18(2)2.150 (3)0.02;0.44;0.1;2.200.1;1.70; 0.5;8.5(4)1987;將;將“1 k”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到 2,再將,再將“100”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到0;019998 4“探究導體電阻與導體長度、橫截面探究導體電阻與導體長度、橫截面 積、材料的關系積、材料的關系”的實驗電路如下圖所的實驗電路如下圖所 示,示,a、b、c、d是四種不同的金屬絲是四種不同的金屬絲 現(xiàn)有四根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲,現(xiàn)有四根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲, 其規(guī)律如下表所示其規(guī)律如下表所示 (1)電路中四種金屬絲應分別選用上表電路中四種金屬絲應分別選用上表 中的中的_(用編號表示用
39、編號表示) (2)某學生對實驗數(shù)據(jù)分析歸納出:電某學生對實驗數(shù)據(jù)分析歸納出:電 路圖中四種金屬絲的電阻路圖中四種金屬絲的電阻R與長度與長度L、 橫截面積橫截面積S的關系可用比例式的關系可用比例式RL/SL/S 來表示你認為是否正確,為什么?來表示你認為是否正確,為什么? (3)在交流合作時,有位同學提出用如下在交流合作時,有位同學提出用如下 圖所示的電路,只要將圖中圖所示的電路,只要將圖中P端分別和端分別和1、 2、3、4相接,讀出電流,利用電流跟電阻相接,讀出電流,利用電流跟電阻 成反比的關系,也能探究出導體電阻與其成反比的關系,也能探究出導體電阻與其 影響因素的定量關系,請你對其作出評影響
40、因素的定量關系,請你對其作出評 價價 解析解析(1)本實驗采用的是控制變量法,分本實驗采用的是控制變量法,分 別選用導體材料相同、橫截面積相同時,導別選用導體材料相同、橫截面積相同時,導 體的長度不同,體的長度不同,B、C符合要求;選用導體材符合要求;選用導體材 料相同、長度相同時,導體的橫截面積不料相同、長度相同時,導體的橫截面積不 同,同,C、D符合要求;選用導體橫截面積相符合要求;選用導體橫截面積相 同、長度相同時,導體的材料不同,同、長度相同時,導體的材料不同,C、E符符 合要求故選合要求故選BCDE. 答案答案 (1)BCDE(2)不正確,因為它們的材不正確,因為它們的材 料不完全相
41、同料不完全相同(3)不能探究出不能探究出實驗過實驗過 程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓相等;程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓相等; 電流表的內(nèi)阻與金屬絲相比不能忽略,對電流表的內(nèi)阻與金屬絲相比不能忽略,對 實驗影響較大實驗影響較大 5(2012廣東江門模擬廣東江門模擬)在在“測定金屬測定金屬 的電阻率的電阻率”的實驗中,用螺旋測微器測量的實驗中,用螺旋測微器測量 金屬絲直徑時的刻度位置如下圖所示,用金屬絲直徑時的刻度位置如下圖所示,用 米尺測出金屬絲的長度米尺測出金屬絲的長度L,金屬絲的電阻大,金屬絲的電阻大 約為約為5 ,先用伏安法測出金屬絲的電阻,先用伏安法測出金屬絲的電阻 R,然后根據(jù)電
42、阻定律計算出該金屬材料的,然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的 電阻率電阻率 (1)從圖中讀出金屬絲的直徑為從圖中讀出金屬絲的直徑為 _mm. (2)為此取來兩節(jié)新的干電池、電為此取來兩節(jié)新的干電池、電 鍵和若干導線及下列器材:鍵和若干導線及下列器材: A電壓表電壓表03 V,內(nèi)阻,內(nèi)阻10 k B電壓表電壓表015 V,內(nèi)阻,內(nèi)阻50 k C電流表電流表00.6 A,內(nèi)阻,內(nèi)阻0.05 D電流表電流表03 A,內(nèi)阻,內(nèi)阻0.01 E滑動變阻器,滑動變阻器,010 F滑動變阻器,滑動變阻器,0100 要求較準確地測出其阻值,電壓表應選要求較準確地測出其阻值,電壓表應選 _,電流表應選,電流表應選
43、_,滑動變,滑動變 阻器應選阻器應選_(填序號填序號) 實驗中某同學的實物連線如下圖所示,實驗中某同學的實物連線如下圖所示, 請指出該同學實物接線中的兩處明顯錯請指出該同學實物接線中的兩處明顯錯 誤誤 錯誤錯誤1:_ 錯誤錯誤2:_ (3)若測得金屬絲的直徑用若測得金屬絲的直徑用d表示,電阻用表示,電阻用R表表 示,則該金屬材料的電阻率示,則該金屬材料的電阻率_. 解析解析(1)從螺旋測微器的固定刻度上可以從螺旋測微器的固定刻度上可以 看出,半毫米刻度線已經(jīng)露出來,因此主尺看出,半毫米刻度線已經(jīng)露出來,因此主尺 上應讀上應讀0.5 mm,可動刻度上接近第,可動刻度上接近第18個刻度個刻度 線,可以估讀線,可以估讀0.180 mm(或或0.179 mm),所以,所以 該金屬絲直徑應為該金屬絲直徑應為0.5 mm0.180 mm(或或 0.179 mm)0.680 mm(或或0.679 mm) (2)(2)由電路圖知電源是兩節(jié)干電池,由電路圖知電源是兩節(jié)干電池, 電動勢是電動勢是3 V3 V,用,用3
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