实验二：测金属丝地电阻率

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 Q,额定电流约0.5 A）;电压表：V（量程3 V，内阻约3 k Q）;电流表：Ai（量程0.6 A，内阻约0.2 Q）;A2（量程3 A，内阻约0.0

2、5 Q）;电源：Ei （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 Q）;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X1 1f W=-250舀20(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mm.，电源应选均填器材代号)，在虚线框中完成电路原理图. b-h » Vl111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：1 . 5 mm + 27.4 X0.01 mm = 1.774 mm.(2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽

3、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)A 1巳 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I，金属丝的电阻大约为5 Q,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 Q匚B.电压表015 V，内阻50 k

4、 QT20C.电流表 00.6 A，内阻0.05 Q三01S/D .电流表03 A，内阻0.01 QE. 滑动变阻器，010 QF. 滑动变阻器，0100 Q 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 : 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 p=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TtRd241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

5、来，因此主尺上应读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 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 Q,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 Q,为了减小实验误差，应选10 Q的滑动变阻器E.l冗Rd2（3）由R= p】可得：SP= 41 .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

6、入电路部分的金属丝长度为1 = 0.720 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 Q）,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 Q）C. 电压表V（量程03 V，内阻3 k Q）D .滑动变阻器 Ri （最大阻值20 Q）E.开关、导线等（1）从图中读出金属丝的直径为 mm.（3）若根据伏安法测出金属丝的阻值为（2）根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图.Rx = 4.0 Q,则这种金属材料的

7、电阻率为 Q m（保留两位有效数字）.答案 （1）0.600（2）如图所示(3) 1.6 X10 -6I RS解析(3)由 R=uRxd2"7T，将 Rx= 4.0 °、1=0.720 m、d =0.600 mm =0.600X10 -3 m 代入得 p1.6 X10 -6 ° 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 .电压表髓(量程03 V,内阻约为15 k °)B. 电压表隠；(量程015 V，内阻约为75 k °)C. 电流表厲“量程03 A，内阻约为0.2

8、°)D .电流表隠；(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 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

9、 mm,电阻值为 Q.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 Q,电路中的最E 3大电流约为1= =A = 0.6 A，电流表应选 D ;根据变阻器允许通过的最大电流可知，变Rx 5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.Rv Rx由于R>，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.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

10、的电流为0.50 A，被测金属丝的阻值为Ux 1.20Rx= Q = 2.4 Q.lx 0.50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 示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为mm。() 111 1 II 111112|1|IJILIIILt cmHU|11110 W 20乙【A; d=11mm+0.05mm X6=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

11、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。Iiii 1 ii1 1 1 111 1 1111 11111Mil21i6-5】【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a）和图（b）所示。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（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

12、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P =。（1 i占图溺示可越囲牌藝囚左喪惬示雄丄卩皿，»«茅!示蛀,过.1列卫1加"=毗4上，旷舷曲S斫巅力-加-r 11= 1 3n*nTIN :可切 和注尺主尺;7敷力口",舔尺亍*0.（15 .d.i=i in-ur.,冲飯卡尺 虑加也W4-Db"em = 42,40fnm = J.24（hem :F£（2 j 圈Tt空佯，右-n=;.D'劣占壬:1 I -冲、-1.2JI :.:.iri6. 【2012

13、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 Q,额定电流约0.5 A）;电压表：V （量程3V，内阻约3K Q）;电流表：Ai （量程0.6 A，内阻约0.2 Q）;A 2 （量程3 A，内阻约0.05 Q）;电源：Ei （电动势3 V，内阻不计）；E2 （电动势12V，内阻不计）；滑动变阻器：R （最大阻值约20 Q）;螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S;导线。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 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

14、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：Ai Ei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。川1|丽卩丽|1|1丽111卩丽丽192021222甲（2 ）采用图丙所示的电路测量金属丝的电阻，则金

15、属丝电阻的测量值比真实值（选填“偏大”或“偏小”）。最后由公式p =计算出金属丝的电阻率（用 24.1224,14, 0,5180.519J （2）偏小，干亍考点：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。圆柱体 甲乙丙(2 )按图丙连接电路后，实验操作如下： 将滑动变阻器 Ri的阻值置于最 _ (选填“大”或“小”)处;将S2拨向接点1,闭合Si,调 节Ri,使电流表示数为Io；

16、 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Ri不变，调节 R2,使电流表示数仍为Io此时R2阻值为1280 Q; 由此可知，圆柱体的电阻为 Qo(1) 5,01 ； 5.315(2 )大；大；1280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1.0mm 2 ,查得铜的电阻率为图甲1.7 10_8 m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内

17、阻约为0.2电压表：量程3v，内阻约9K ;滑动变阻器Ri :最大阻值5;滑动变阻器R2 :最大阻值20;图乙定值电阻：Ro=3 Q;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“ Ri”或“ R2”)，闭合开关 S前应将滑片移至 （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，

18、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。被测电阻的阻值约为Rx-1.7 10 s1001.0 10 61.7,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Im 0.610,则滑动变阻器的阻值最小为R动=R-R x-Ro=5.3 Q,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】电路连接如图所示电压表的读数为 2.30V。被测电阻的测量值为 RxRo, Rxl，代入数据，解得导线的实际长度为l=94m 。

19、S答案:(1)R2 a (2)见解析 (3)2.3094【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 ）.用伏安法测金属丝的电阻Rx实验所用器

20、材为：电池组（电动势3V,内阻约1 Q）、电流表（内阻约0.1 Q）、电压表（内阻约3k Q）、滑动变阻器 R（020 Q,额定电流2A）、开关、导线若干次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下由以上实验数据可知，他们测量Rx采用的是）图.丙（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.这个小组的同学在坐标纸上建立U、