试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： 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 k ；）电流表： A1（量程 0.6 A ，内阻约 0.2 ；）A2（量程 3 A，内阻

2、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 ；)mm.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 (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(均填器材代号 ) ，在虚线框中完成电路原理图，电源应选电压表最大量程 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 mm 27.4 0.01 mm 1.774 mm.(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

3、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(1.772 1.776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 50 k C电流表 00.6 A，内

4、阻 0.05 D电流表 03 A，内阻 0.01 E滑动变阻器， 0 10 F滑动变阻器， 0 100 要求较准确地测出其阻值， 电压表应选动变阻器应选 (填序号 )，电流表应选 ，滑滑动变阻器 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)AC E 导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接Rd2(3)R4ld 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

5、，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 0.6A 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 RSl 可得：Rd2 4l .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

6、l0.720 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 Rx 4.0 ，则这种金属材料的电 阻率 为 m（保留两位有效数字

7、 ）答案 （1）0.600 （2）如图所示 m 代入得 1.6 10 6 m.(3)1.6106解析(3)由 RSl 得 RlS R4xld ，将 Rx 4.0、 l 0.720 m 、 d0.600 mm 0.60010 32-1 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（0

8、2 000 ，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，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(0.636 0.638均可 ) 2.4解析 (1)由于电源的电动势为 3 V，所

9、以电压表应选 A ；被测电阻约为 5 ，电路中的最大E3电流约为 IRx5A0.6 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 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 Rx RA(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RxUxIx1.200.502.4.考点：仪器的选择（电压表、电流表、滑动变阻器）微器读数、电压表与电流表的读数【巩固训

10、练】、内外接法选择、实物图连接、螺旋测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 。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

11、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

12、：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。 、电源应选 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 （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 1 E1 电路图如图考点：仪器的选取（电流表、电源） 、

13、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。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

14、、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”或“小” ）处;将 S 2拨向接点 1,闭合 S1,调节 R1,使电流表示数为 I0; 将电阻箱 R 2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。100m 的

15、铜导线，某同学想通过实1.0mm 2 ，查得铜的电阻率为Rx，从而确定导线的实际长度。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验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.7 108 m ，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻RR0可供使用的器材有：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 R 1：最大阻值 5 ； 滑动变阻器 R 2：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：

16、（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 Rxl 1.7 10 s1001.0 10 61.7 , 而电路中最大电流为

17、I m=0.6A, 所以电路中总电阻的最小值为Im0.610 , 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 RxUlR0, Rx, 代入数据 , 解得导线的实际长度为 l=94m。Is答案: (1)R 2 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

18、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.实验所用器材为 :电池组 （电动势 3V, 内阻约 1）

19、、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1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520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 .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