11.3實驗：導體電阻率的測量

學習目標

課程標準物理素養

物理觀念：理解游標卡尺的原理，學會使用游標卡尺測量長度。理解螺旋測

微器的原理，學會使用螺旋測微器測量長度。

3.2.2會測量金屬絲的電科學思維：理解測量電阻率的實驗原理及實驗方法。

阻率。科學探究：通過分組實驗，學會測量導體的電阻率，并能進行誤差分析。

科學態度與責任：通過使用游標卡尺或螺旋測微器測量長度，以及測量電阻

等過程，進一步形成自覺遵守實驗規程和謹慎操作的習慣。

02思維導圖

一、螺旋測微器

讀數：測量值(mm)＝固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)．

二、游標卡尺

刻度格數(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可精確到)

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

讀數：從主尺上讀出整毫米數x，然后再從游標尺上找出第k條刻度線與主尺上某一刻度線對齊，即記錄結

果表示為(x＋k×精確度)mm.

三、常用電表的讀數

(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表的讀數方法相同，此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A，看清楚指

針的實際位置，讀到小數點后面兩位．

1

(2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數時只要求讀到小數點后面一位，這時要求“格估

5

讀”，即讀到0.1V.

(3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數時只要求讀到小數點后面兩位，這時要求“半格

估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.

四、滑動變阻器兩種接法的選擇

滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且不要求電壓從零開始變化，通常情況下，由于限流式結構

簡單、耗能少，優先使用限流式．

滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：

①要求電壓表能從零開始讀數，要求電壓(電流)測量范圍盡可能大；

②當待測電阻Rx?R(滑動變阻器的最大阻值)時(限流式接法滑動變阻器幾乎不起作用)；

③若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流．

五、誤差

1．系統誤差

(1)伏安法測電阻系統誤差來源：電壓表的分流或電流表的分壓．

(2)減小系統誤差

根據題目中給出的電阻阻值大約值，選用合適的實驗器材，采用誤差小的實驗方案(如電流表的內、外接法)．

(3)消除系統誤差

題目給定的條件充分(電表內阻已知)，合理設計電路可消除系統誤差．

2．偶然誤差

(1)電壓表、電流表、多用電表、毫米刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器等讀數誤差．

(2)描點、計算等對數據處理造成的誤差．

(3)通過多次測量取平均值或圖像法可以減小偶然誤差．

六、測電阻率

03知識梳理

（一）課前研讀課本，梳理基礎知識：

一、螺旋測微器

1．構造：如圖所示，B為固定刻度，E為可動刻度．

2．原理：固定刻度B的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉一周，測微螺桿F前進或后退mm，而可動

刻度E上有50個等分刻度，每轉動一小格，F前進或后退mm，即螺旋測微器的精確度為mm.

讀數時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺．

3．讀數：測量值(mm)＝固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×(mm)．

如圖所示，固定刻度示數為2.0mm，半毫米刻度線未露出，可動刻度示數為15.0，最后的讀數為：2.0mm

＋15.0×0.01mm＝2.150mm.

二、游標卡尺

1．構造：主尺，(主尺和游標尺上各有一個內、外測量爪)，游標卡尺上還有一個深度尺．(如圖所

示)

2．用途：測量厚度、長度、深度、內徑、外徑．

3．原理：利用主尺的單位刻度與游標尺的單位刻度之間固定的微量差值制成．

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少1mm.常見的

游標卡尺有10分度、20分度和50分度三種，其規格見下表：

刻度格數(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可精確到)

109mm0.1mmmm

2019mm0.05mmmm

5049mm0.02mmmm

4.讀數：從主尺上讀出整毫米數x，然后再從游標尺上找出第k條刻度線與主尺上某一刻度線對齊，即記錄

結果表示為(x＋k×精確度)mm.

三、常用電表的讀數

對于電壓表和電流表的讀數問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓

或電流，然后根據表盤總的刻度數確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數即可．

(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表的讀數方法相同，此量程下的精確度分別是V和A，看清楚

指針的實際位置，讀到小數點后面兩位．

1

(2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是V，在讀數時只要求讀到小數點后面一位，這時要求“格估讀”，

5

即讀到0.1V.

(3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是A，在讀數時只要求讀到小數點后面兩位，這時要求“半格

估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.

四、電流表的內、外接法

內接法外接法

電路圖

誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋IV

U測U測RxRV

R測＝＝Rx＋RA>RxR測＝＝<Rx

電阻測量值I測I測Rx＋RV

測量值真實值測量值小于真實值

適用于測量大阻值電阻小阻值電阻

當RA?Rx或Rx>RARV時，選用電流表法

兩種電路選擇標準

當RV?Rx或Rx<RARV時，選用電流表法

五、滑動變阻器

1.滑動變阻器兩種連接方式的對比

限流接法分壓接法對比說明

電路圖串、并聯關系不同

負載R上電壓調節范RE

≤U≤E0≤U≤E分壓電路調節范圍大

圍(不計電源內阻)R＋R0

閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護電路元件

2.滑動變阻器兩種接法的選擇

滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且不要求電壓從零開始變化，通常情況下，由于限流式結構

簡單、耗能少，優先使用限流式．

滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：

①要求電壓表能從零開始讀數，要求電壓(電流)測量范圍盡可能大；

②當待測電阻Rx?R(滑動變阻器的最大阻值)時(限流式接法滑動變阻器幾乎不起作用)；

③若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流．

六、實驗器材的選取與實物圖的連接

1．實驗器材選擇的技巧

1

(1)電壓表、電流表：不超過量程，且要超過滿偏刻度的.有時也可以從測量數據來確定選擇的電表．

3

(2)滑動變阻器：分壓選阻值小的且不超過其額定電流的滑動變阻器，限流選最大阻值為待測電阻2～3倍的

滑動變阻器．電流半偏法測電阻，滑動變阻器選阻值大的．

(3)定值電阻：若用于電表改裝，阻值與改裝后的量程匹配，若用于保護電路，應使電流表、電壓表讀數在

滿偏刻度的1以上且不超過電流表、電壓表量程．

3

2．實物圖連接的注意事項

(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關，再到滑動變阻器，按順序以單

線連接方式將主電路中串聯的元件依次串聯起來，再將要并聯的元件并聯到電路中去．

(2)連線時要將導線接在接線柱上，兩條導線不能交叉．

(3)要注意電表的量程和正、負接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出．

(4)滑動變阻器的接法：限流法，導線分別連接到上、下接線柱上(兩個接線柱)；分壓法，導線分別連接到上

邊一個接線柱和下邊兩個接線柱上(一上兩下共三個接線柱)．

七、測電阻率

1．實驗原理

lRSπd2R

由R＝ρ得ρ＝＝，因此，只要測出金屬絲的、和金屬絲的電阻R，即可求出金屬絲的電

Sl4l

阻率ρ.

2．實驗器材

被測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動變阻器(0～50Ω)，開關，導線若

干，，毫米刻度尺．

3．實驗過程

(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.

(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路．

(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復測量多次，求出其平均值l.

(4)把滑動變阻器的滑片調到最左(填“左”或“右”)端．

(5)閉合開關，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值，填入記錄

表格內．

πd2R

(6)將測得的R、l、d值，代入公式ρ＝中，計算出金屬絲的電阻率．

4l

4．求R的平均值時可用兩種方法

U

(1)用R＝分別算出各次的數值，再取平均值．

I

(2)用U－I圖線的斜率求出．

5．注意事項

(1)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，因此實驗電路一般采用電流表法．

(2)測量被測金屬絲的有效長度，是指測量被測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點

間的被測金屬絲長度，測量時應將金屬絲拉直，反復測量多次，求其平均值．

(3)測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進行測量，求其平均值．

(4)在用伏安法測電阻時，通過被測金屬絲的電流不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜過長，

以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大．

(5)若采用圖像法求電阻阻值的平均值，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線要盡可能地通過

較多的點，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，個別明顯偏離較遠的點應舍去．

6．誤差分析

(1)金屬絲直徑、長度的測量、讀數等人為因素帶來誤差．

l

(2)測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響，因為電流表外接，所以R測<R真，由R＝ρ，知ρ測<ρ真．

S

(3)通電電流過大、時間過長，致使金屬絲發熱，電阻率隨之變化帶來誤差．

04題型精講

【題型一】游標卡尺和螺旋測微器

【典型例題1】如圖所示的三把游標卡尺，它們的游標尺從上至下分別為9mm長10等分、19mm長20等

分、49mm長50等分，它們的讀數依次為______mm，______mm，________mm。

【典型例題2】用刻度尺和螺旋測微器分別測量金屬絲的長度和直徑，某次測量結果如圖所示，在此次測量

中該金屬絲的長度為__________cm，直徑為__________mm。

甲

乙

【對點訓練1】某同學測定一金屬桿的長度和直徑，示數如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為

________cm和________mm。

【對點訓練2】(1)如圖甲所示，螺旋測微器的讀數為__________mm。

(2)如圖乙所示，游標卡尺的讀數為__________mm。

【題型二】電流表、電壓表和電阻箱的讀數問題

【典型例題3】(1)如圖甲所示，當電流表使用的量程為0～0.6A時，對應刻度盤上每一小格代表________A，

圖中表針所指位置的示數為________A；當電流表使用的量程為0～3A時，對應刻度盤中每一小格代表

________A，圖中表針所指位置的示數為________A。

(2)如圖乙所示，當電壓表使用的量程為0～3V時，每一小格代表________V，圖中表針所指位置的示數為

________V；當電壓表使用的量程為0～15V時，則表盤刻度每一小格代表________V，圖中表針所指位置

的示數為________V。

【典型例題4】某實驗小組利用如圖甲所示的電路探究在25℃～80℃范圍內某熱敏電阻的溫度特性．所用

器材有：置于溫控室(圖中虛線區域)中的熱敏電阻RT，其標稱值(25℃時的阻值)為900.0Ω；電源E(6V，

內阻可忽略)；電壓表(量程150mV)；定值電阻R0(阻值20.0Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)；電

阻箱R2(阻值范圍0～999.9Ω)；單刀開關S1，單刀雙擲開關S2.

實驗時，先按圖甲連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0℃.將S2與1端接通，閉合S1，調節R1的滑

片位置，使電壓表讀數為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調節

R2，使電壓表讀數仍為U0；斷開S1，記下此時R2的讀數．逐步降低溫控室的溫度t，得到相應溫度下R2的

阻值，直至溫度降到25.0℃.實驗得到的R2－t數據見下表．

t/℃25.030.040.050.060.070.080.0

R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0

回答下列問題：

(1)在閉合S1前，圖甲中R1的滑片應移動到________(填“a”或“b”)端．

(2)在圖乙的坐標紙上補齊數據表中所給數據點，并作出R2－t曲線．

(3)由圖乙可得到RT在25℃～80℃范圍內的溫度特性．當t＝44.0℃時，可得RT＝________Ω.

(4)將RT握于手心，手心溫度下R2的相應讀數如圖丙所示，該讀數為________Ω，則手心溫度為______℃.

【對點訓練3】正確讀出圖中各電表的讀數：

①如圖g，接0～3V量程時讀數為______V；接0～15V量程時讀數為________V。

②如圖h，接0～3A量程時讀數為______A；接0～0.6A量程時讀數為________A。

【對點訓練4】旋鈕式電阻箱如圖所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為______Ω。

今欲將接入電路的電阻改為2087Ω，最簡單的操作方法是______________________________。若用兩個這

樣的電阻箱，即可得到的電阻值范圍為________________。

【題型三】電阻和電阻率的測量

【典型例題5】某同學用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx，所用電壓表的內阻為1kΩ，電流表內阻

為0.5Ω.該同學采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點之間，另一種是跨接

在O、Q兩點之間．測量得到如圖(b)所示的兩條U－I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數．

回答下列問題：

(1)圖(b)中標記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)兩點的方案測量得到的．

(2)根據所用實驗器材和圖(b)可判斷，由圖線________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結果更接近待測電阻的真

實值，結果為________Ω(保留1位小數)．

(3)考慮到實驗中電表內阻的影響，需對(2)中得到的結果進行修正，修正后待測電阻的阻值為________Ω(保

留1位小數)．

【典型例題6】在“金屬絲電阻率的測量”實驗中，所用測量儀器均已校準，待測金屬絲接入電路部分的長

度約為50cm.

(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖甲所示，其讀數應為__________mm.(該值接

近多次測量的平均值)

(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx，實驗所用器材為：電池組(電動勢為3V，內阻約為1Ω)、電流表(內阻約為

0.1Ω)、電壓表(內阻約為3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流為2A)、開關、導線若干．某小組同學

利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：

次數1234567

U/V0.100.300.701.001.501.702.30

I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520

由以上實驗數據可知，他們測量Rx是采用圖中的________(選填“乙”或“丙”)圖．

(3)圖丁是測量Rx的實物圖，圖丁中已連接了部分導線．請根據(2)中所選的電路圖，補充完整圖中實物間的

連線．

(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U－I坐標系，如圖戊所示，圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標

點．請在圖中標出第2、4、6次測量數據的坐標點，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝

________Ω.(保留兩位有效數字)

(5)根據以上數據可以算出金屬絲電阻率約為________(填選項前的字母)．

A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·m

C．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m

(6)任何實驗測量都存在誤差，本實驗所用測量儀器均已校準．下列關于誤差的說法中正確的是________(填

選項前的字母)．

A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數引起的誤差屬于系統誤差

B．由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差

C．若將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系統誤差

D．用U－I圖像處理數據求金屬絲電阻可以減小偶然誤差

【對點訓練5】物理興趣小組利用“伏安法”測量一個阻值較小的定值電阻Rx的阻值，可用器材有：電壓

表(量程為15V，內阻約為5000Ω)，電流表(量程為0.6A，內阻為5Ω)，電源E(電動勢為12V，內阻不計)，

滑動變阻器R最大阻值為10Ω，定值電阻R0阻值為15Ω，開關S，導線若干．(R0、Rx、R、電流表、電壓

表、電源、開關等儀器均無斷路和短路，導線無斷路)

(1)將圖甲所示的器材符號連線，畫出實驗電路的原理圖．要求電流表和電壓表的示數從零開始變化．

(2)連接電路后，閉合開關，逐漸移動滑片，發現電流表始終沒有示數，電壓表示數逐漸增大最終接近電源

電壓．則出現該現象的原因可能是________．

(3)該電路中R0的作用是________．

(4)測出多組數據，作出I－U圖像，如圖乙所示．則Rx阻值為________Ω.

【對點訓練6】某物理實驗興趣小組測定自制鹽水的電阻率，在一無蓋的長方體玻璃槽中裝入一定量的鹽水，

玻璃槽內腔的長度為40.10cm，寬度為4.52cm.

(1)某次實驗過程中，在槽中倒入適量的鹽水，用多用電表的電阻擋粗測玻璃槽中鹽水的電阻，選擇開關置

于“×100”擋，發現指針如圖甲所示，為較準確地測得玻璃槽中鹽水的電阻，該同學接著需要做的實驗步

驟是換選________________(選填“×10”或“×1k”)擋．

(2)為了準確測量電阻，準備了以下實驗器材：

A．電動勢為3V的電源，內阻約為0.5Ω；

B．最大阻值為5Ω的滑動變阻器；

C．最大測量值為3V的電壓表，內阻約為3kΩ；

D．最大測量值為15V的電壓表，內阻約為5kΩ；

E．最大測量值為15mA的電流表，內阻約為1Ω；

F．最大測量值為0.6A的電流表，內阻約為0.5Ω.

1

實驗中要求盡量減小系統誤差，應保證電表在測量時其最大讀數超過量程的，則電壓表應選擇________，

2

電流表應選擇________(均填器材前的選項字母)．請用筆畫線代替導線，完成圖乙中的連線．

(3)準確連線后，測出玻璃槽中鹽水的高度為H，電壓表示數為U，電流表示數為I，改變玻璃槽中的鹽水高

U1

度，測出如下表所示的5組數據，分析數據后，試通過－圖線來求電阻率．圖丙中已經描出了各點，請

IH

作出圖線，求得鹽水的電阻率為ρ＝________Ω·m.(結果保留2位有效數字)

次數水面高H(cm)電壓U(V)電流I(mA)

12.532.888.7

23.002.659.5

33.512.639.8

44.002.3510.9

54.502.5213.1

05強化訓練

01

【基礎強化】

1．(1)如圖所示的三把游標卡尺，它們的游標尺從上至下分別為9mm長10等分、19mm長20等分、49mm

長50等分，它們的讀數依次為________mm，________mm，________mm.

(2)讀出下面各螺旋測微器的讀數，甲________mm，乙________mm，丙________mm.

2.(1)如圖甲所示的電表使用0.6A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數為________

A；當使用3A量程時，對應刻度盤中每一小格代表________A，圖中表針示數為________A.

(2)如圖乙所示的電表使用較小量程時，每小格表示________V，圖中表針的示數為________V；若使用的

是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________V，圖中表針示數為________V.

3.某同學用螺旋測微器測圓柱體的直徑時，示數如圖甲所示，此示數為________mm；用游標卡尺測量某物

體的厚度時，示數如圖乙所示，此示數為________cm.另一位學生用游標尺上標有50等分刻度的游標卡尺

測一工件的長度，測得的結果如圖丙所示，則該工件的長度L＝________cm.

4.某同學測量一段長度已知的電阻絲的電阻率．實驗操作如下：

(1)螺旋測微器如圖所示．在測量電阻絲直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，先旋轉

________，當測微螺桿剛好接觸電阻絲時，再旋動________(均選填“A”“B”或“C”)，直到聽見“喀喀”

的聲音，以保證壓力適當，同時防止螺旋測微器的損壞．

(2)選擇電阻絲的________(選填“同一”或“不同”)位置進行多次測量，取其平均值作為電阻絲的直徑．

(3)如圖甲中Rx為待測電阻絲．請用筆畫線代替導線，將滑動變阻器接入如圖乙所示實物電路中的正確位置．

(4)為測量Rx，利用圖甲所示的電路，調節滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1－I1關系

圖像如圖丙所示．接著，將電壓表改接在a、b兩端，測得5組電壓U2和電流I2的值，數據見下表：

U2/V0.501.021.542.052.55

I2/mA20.040.060.080.0100.0

請根據表中的數據，在圖丙中作出U2－I2圖像．

(5)由此，可求得電阻絲的Rx＝________Ω.根據電阻定律可得到電阻絲的電阻率．

5.某物理興趣小組利用“伏安法”測量一個阻值較小的定值電阻Rx的阻值，電路如圖甲所示．已知電源電

壓為6V，R0＝10Ω，滑動變阻器規格為“50Ω0.6A”．

(1)請用筆畫線代替導線，將圖甲中的電路連接完整，要求滑片向右移動連入電路中的阻值變小，導線不能

交叉；

(2)實驗時，閉合開關，發現電流表和電壓表示數都為0.現用一根導線在圖甲中先后連接接線柱A與B、C

與H時，電流表和電壓表示數仍為0，連接接線柱H與G時，電流表和電壓表指針有明顯偏轉，則電路的

故障是________________；

(3)排除故障后，閉合開關調節滑片，利用電壓表和電流表測出了多組實驗數據，并作出了電壓表與電流表

示數的關系圖像，如圖乙所示，則Rx阻值為________Ω；

(4)調節滑動變阻器，當電壓表的示數為3V時，Rx消耗的電功率是________W；

(5)電路中串聯R0的作用是________(填正確答案前的字母)．

A．增大串聯電阻，增大分壓，電壓表易于讀數

B．增大串聯電阻，增大分流，電流表易于讀數

6.小明通過實驗測量一種合金的電阻率．

(1)如圖甲所示，用螺旋測微器測量合金絲的直徑時，從調節到讀數的過程中，螺旋測微器上三個部件A、B、

C使用的先后順序應該為________(填字母)；測得該合金絲的直徑為d＝________mm；

(2)請根據表格中數據，在圖乙中用筆畫線代替導線把電路連接補充完整；

(3)小明在實驗室找了兩節干電池進行實驗，正確連接電路后，發現調節滑動變阻器，電壓表和電流表的示

數變化范圍非常小，原因是______________________________；

(4)正確連接電路后，小明利用刻度尺測出合金絲接入電路的長度L＝59.99cm，閉合開關，調節滑動變阻器，

讀出多組電壓表和電流表的示數，在方格紙上作出U－I圖像如圖丙，發現圖像是一條傾斜直線，計算該合

金絲電阻R＝________Ω，該合金絲電阻率ρ＝________Ω·m(π取3，結果均保留2位有效數字)．

1234567

電流I/A00.080.110.150.190.270.38

電壓U/V00.190.290.440.600.801.15

【素養提升】

7.小明同學根據圖(a)的電路連接器材來“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”．實驗時多次改變合金絲

甲接入電路的長度l、調節滑動變阻器的阻值，使電流表的讀數I達到某一相同值時記錄電壓表的示數U，

UU

從而得到多個的值，作出－l圖像，如圖(b)中圖線a所示．

II

(1)在實驗中使用的是____________(選填“0～20Ω”或“0～200Ω”)的滑動變阻器．

(2)在某次測量時，電壓表的指針位置如圖(c)所示，量程為3V，則讀數U＝________V.

(3)已知合金絲甲的橫截面積為7.0×10－8m2，則合金絲甲的電阻率為________Ω·m(結果保留2位有效數字)．

U

(4)圖(b)中圖線b是另一根長度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯后采用同樣的方法獲得的－l圖

I

像，由圖可知合金絲甲的橫截面積________(選填“大于”、“等于”或“小于”)合金絲乙的橫截面積．

8．一根細長均勻、內芯為絕緣材料的金屬管線樣品，橫截面外緣為正方形，如圖甲所示。此金屬管線樣品

長約30cm、電阻約10Ω，已知這種金屬的電阻率為ρ，因管芯絕緣材料截面形狀不規則，無法直接測量其

橫截面積。請你設計一個測量管芯截面積S的電學實驗方案，現有如下器材可選：

A．毫米刻度尺

B．螺旋測微器

C．電流表A1(量程0～600mA，內阻約為1.0Ω)

D．電流表A2(量程0～3A，內阻約為0.1Ω)

E．電壓表V(量程0～3V，內阻約為6kΩ)

F．滑動變阻器R1(2kΩ，允許通過的最大電流0.5A)

G．滑動變阻器R2(10Ω，允許通過的最大電流2A)

H．蓄電池E(電動勢為6V，內阻約為0.05Ω)

I．開關一個、帶夾子的導線若干

(1)上述器材中，應該選用的電流表是________，滑動變阻器是________(填寫選項前字母代號)。

(2)若某次用螺旋測微器測得樣品截面外緣正方形邊長如圖乙所示，則其值為________mm。

(3)要求盡可能測出多組數據，你認為在圖丙、丁、戊、己中選擇哪個電路圖________。

(4)若樣品截面外緣正方形邊長為a、樣品長為L、電流表示數為I、電壓表示數為U，則計算內芯截面積的

表達式為S＝________。

9.小亮同學設計了如圖甲所示的電路來測量某種電阻絲的電阻率．

(1)閉合開關S1、S2，調節電阻箱，當電壓表讀數為2.00V時，電流表示數如圖乙所示，I＝________A，電

阻絲電阻的測量值為________Ω(保留三位有效數字)，此測量值________真實值(選填“大于”“等于”或

“小于”)．

(2)斷開S2，通過改變接線夾接觸電阻絲的位置來調節接入電路中電阻絲的長度，并通過改變電阻箱的阻值，

使電流表示數保持不變．記錄接入電路中電阻絲的長度L和對應電阻箱的阻值R，作出“R－L”圖線，如

圖丙所示．電阻絲的電阻率記為ρ、直徑記為d，圖線斜率的絕對值為k，則電阻率的表達式ρ＝________.

(3)小亮同學測出金屬絲的直徑d＝0.35mm，由此可求得金屬絲的電阻率為________Ω·m(計算結果保留兩位

有效數字)．

10．電阻Rx的阻值在3～5kΩ間，現要測量其電阻，實驗室提供了下列器材：

電壓表V(量程3V，內阻約為30kΩ)

電流表A1(量程100μA，內阻約為100Ω)

電流表A2(量程1mA，內阻約為10Ω)

滑動變阻器R(最大電阻500Ω)

電源E(電動勢4V)

開關S及導線若干

某課外活動小組設計了如圖甲所示的測量電路進行了實驗，請回答下列問題：

(1)電路中電流表應選用上述器材中的________(填寫字母代號)；

(2)閉合開關S前，滑動變阻器的滑動觸頭P應在________(選填“a”或“b”)端；

(3)請根據圖甲所示的電路圖，在圖乙中將實物圖連接補充完整；

(4)實驗中得到的I－U圖線如圖丙中的實線d所示，電阻Rx的測量值為________kΩ；

(5)由于本實驗存在誤差，你認為電阻Rx的真實I－U圖線應為圖丙中圖線________(選填“c”或“e”)；

(6)某同學對圖甲中虛線框內的電路進行修改，并從上述器材中選用適當的器材，設計出了測量電壓表V內

阻的電路，請在方框內畫出該同學修改部分的電路，并在圖中標出所選用的器材．

11．某同學要測量一較長金屬絲的電阻率，他的實驗步驟如下：

－

(1)用螺旋測微器在金屬絲不同部位測量截面直徑D，以平均值D作為金屬絲直徑的測量值，其中一次測量

螺旋測微器示數如圖甲所示，由圖可知這次測量的直徑為______mm。

(2)把金屬絲拉直，測出其長度為L。

(3)刮去金屬絲兩端絕緣漆并焊上導線，按圖乙連接電路，閉合開關S1、S2，調節電阻箱至檢流計示數為零，

記下電阻箱示數R1(電源內阻均不計)。

(4)將Rx與R在電路中位置互換，閉合開關S1、S2，重新調節電阻箱至檢流計示數為零，記下電阻箱示數

R2，則金屬絲的電阻Rx＝________。

－

(5)用D、L、R1、R2表示該金屬絲的電阻率

ρ＝____________。

12.在“測量金屬的電阻率”實驗中，

(1)利用螺旋測微器測量合金絲的直徑d，某次測量時，螺旋測微器的示數如圖1所示，則該合金絲直徑的測

量值d＝________mm。

(2)若測出合金絲長度為L，直徑為d，電阻為R，則該合金電阻率的表達式ρ＝________。(用上述字母和通

用數學符號表示)

(3)按圖2所示的電路圖測量合金絲的電阻Rx。實驗中除開關、若干導線之外還提供下列器材：

A．待測合金絲Rx(接入電路部分的阻值約5Ω)

B．電源(電動勢4V，內阻不計)

C．電流表(0～3A，內阻約0.01Ω)

D．電流表(0～0.6A，內阻約0.2Ω)

E．靈敏電流計G(滿偏電流Ig為200μA，內阻rg為500Ω)

F．滑動變阻器(0～10Ω，允許通過的最大電流1A)

G．滑動變阻器(0～100Ω，允許通過的最大電流0.3A)

H．電阻箱R0(0～99999.9Ω)

為了測量準確、調節方便，實驗中電流表應選________，滑動變阻器應選________。(均填寫儀器前的字母)

(4)按圖2所示的電路圖測量合金絲的電阻Rx，開關閉合前應將滑動變阻器的滑片P置于________端(選填“a”

或“b”)。

(5)甲同學按照圖2電路圖正確連接好電路，將電阻箱接入電路的阻值調為R0＝14500Ω，改變滑動變阻器

接入電路的電阻值，進行多次實驗，根據實驗數據，畫出了靈敏電流計G的示數IG和電流表A的示數IA

的關系圖線如圖3所示。由此可知，合金絲接入電路的電阻測量值Rx＝______Ω。

13.某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10kΩ)，除了Rx、開關S、導線外，還有下列器材供選用：

A．電壓表(量程0～1V，內阻約10kΩ)

B．電壓表(量程0～10V，內阻約100kΩ)

C．電流表(量程0～1mA，內阻約30Ω)

D．電流表(量程0～0.6A，內阻約0.05Ω)

E．電源(電動勢1.5V，額定電流0.5A，內阻不計)

F．電源(電動勢1