实验1测定金属的电阻率

1、实验一：测定金属的电阻率一、实验原理： 用测量电阻的方法测量金属丝的电阻（伏安法、伏伏法、安安法、等效替代法、半偏法等）; 用米尺测量接入电路中金属丝的长度L;（在拉直状态下，测三次取平均值） 用螺旋测微器测量金属丝的直径d,计算出其横截面积 S;（在三个不同的位置，测三次取平均值） 据电阻定律 R=p L/S,计算出电阻率 p =RS/L= n d2U/4ILPS:为避免温度对电阻的影响，应使时间尽量短，电流尽量小； 此电路一般采用外接式，且应使电表示数偏转较大，以减小读数误差； 数据处理：多次测量U I值，求出电阻之后，再对电阻取均值利用U-I图像求也可以； 实验前，一定要保证电路中的电流

2、最小。（依据限流式或者分压式具体分析）二、考点研析：考点1：游标卡尺与螺旋测微器的读数（1）游标卡尺的读数：方法：主尺（cm）+副尺（n x精度）n：与主尺刻线对齐的第 n条线；精度：（10 等分）0、1mm （20 等分）0、05mm （50 等分）0、02mm亠15Q1670（2）螺旋测微器的读数:方法：读数=固定刻度mm注意半格就是否露出）+可动刻度（含估读）x 0、01mmLJLLUU0 mm 5 二考点2：全面考查实验“测定金属的电阻率”例题1：在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属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

3、量结果如图 1 所示，其读数应为 mm该值接近多次测量的平均值） 用伏安法测量电阻丝的电阻Rx、实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约为1），电流表（内阻约0、1），电压表（内阻约3k 阻）,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1234567UV0、100、300、701、001、501、702、30I/ A0、0200、0600、1600、2200、3400、4600、520 图3就是测量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 所选的电路图，补充完成图

4、3中实物图的连线，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4所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图4中标出第2、4、6次测量数据的3个坐标点，并描绘出U I图线，由图线得出金属丝的阻值R=（保留2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 1X10-2 m B、1 x 10-3 m C 、1X10-6 m D、1X10-8 Qm（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就是 （有多个正确选项）。A、用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引

5、起的误差属于系统误差B 、由于电流表与电压表内阻引起的误差属于偶然误差C 、若将电流表与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少偶然误差针对训练1、某待测电阻的额定电压为3V（阻值大约为10Q ）.为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材A:电流表A（量程300mA，内阻约1Q）B:电流表 Aa（量程0.6A，内阻约0、3Q）C:电压表 V（量程3、0V，内阻约3kQ）D:电压表 V2（量程5、0V，内阻约5kQ）E:滑动变阻器Ri（最大阻值为50Q）F:滑动变阻器 艮（最大阻值为500Q）G:电源E（电动势4V，内阻可忽略）H:电键

6、、导线若干. 为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可）电流表;电压表;滑动变阻器 .ADCB 下列给出的测量电路中，最合理的电路就是2、某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率，已知电阻丝的长度为 L,电阻约为20Q ,可提供的器材有：A:电流表G内阻Rg 120 ,满偏电流lg 3mAB:电流表A内阻约为0、2Q ,量程为00.6AC：螺旋测微器D:电阻箱(09999 Q ,0.5A)E:滑动变阻器Rg(5 Q ,1A)F:干电池组(3V,0、05Q )G:个开关与导线若干她进行了以下操作： 用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。如图所示为螺旋测微器的示数部分 把电流

7、表G与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量 设计实验电路图。图中虚线框里只就是她设计的实验电路图的一部分,则该次测量测得电阻丝的直径3V的电压，则电阻箱的阻值应调为 R)=_ Q。 ,请将电路图补画完整。d= mm。mm实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。I1 I I II I 测量并计算电阻率。 闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为I 1,电流表A的示数为I 2。请用测得的物理量与已知量写出计算电阻率的表达式=。3、在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Q。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。 用螺旋测微器测量

8、电阻丝直径，其示数如图13 所示,则该电阻丝直径的测量值 d= mm; 实验中能提供的器材有开关，若干导线及下列器材：电压表 V(量程03V,内阻约3kQ );电压表V2（量程015V,内阻约15kQ ）;电流表 A（量程0100mA，内阻约5Q ）;电流表Az（量程00、6A,内阻约0、1 Q ）;滑动变阻器Ri（010Q）；滑动变阻器R2（01k Q）;电源E（电动势为4、5V,内阻不计）。为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值，电压表应选,电流表应选 亠 滑动变阻器应选无法用游标4、有一根很细的均匀空心金属管，管长约50cm电阻约为10Q ,现需测定它的内径 d,但因其内径较小卡尺

9、直接测量。已知这种金属的电阻率为P。实验室中可以提供下列器材：A. 厘米刻度尺；B. 毫米刻度尺；C. 螺旋测微器；D. 电流表（量程300mA，内阻约1Q ）;E. 电流表（量程3A,内阻约0、1 Q ）；F. 电压表（量程3V,内阻约6k Q ）;G. 滑动变阻器（最大阻值1k Q ,额定电流0.5A）;H. 滑动变阻器（最大阻值5Q ,额定电流2A）;I. 蓄电池（电动势6V,内阻0、05Q ）;J. 开关一个及带夹子的导线若干。请设计一个实验方案，要求实验误差小，便于调节。回答下列问题： 实验中应测物理量的名称及符号就是 ; 应选用的实验器材有 ;（ 填字母） 在方框中画出实验电路图；

10、 按照您设计的电路图将图中所示仪器连成实验电路；5、有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm,电阻大约为6Q。横截面如图8所示。图8 用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图9 所示,金属管线的外径为 mm; 现有如下器材A. 电流表（量程0.6A,内阻约0、1Q）B. 电流表（量程3A,内阻约0、03Q）C. 电压表（量程3V,内阻约3kQ）D. 滑动变阻器（1750 Q ,0.3 A）E. 滑动变阻器（15 Q ,3A）F. 蓄电池（6V,内阻很小）G. 开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。（只填代号字母）。 请将图10所示的

11、实际测量电路补充完整。图10 已知金属管线样品材料的电阻率为，通过多次测量得出金属管线的电阻为R金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S,在前面实验的基础上，还需要测量的物理量就是 。计算中空部分截面积的表达式为S=。6.（5分）有一个电阻R,其阻值大约为20 Q ,现要更精确地测量其电阻，手边现有器材如下：A. 电源E（电动势12、0V,内阻为0、5Q）;B. 电压表（0315V,内阻大于3kQ）;C. 电流表（00、63A,内阻小于1Q）;D. 滑动变阻器 R（010Q ,2.0A）;E. 滑动变阻器F2（01700Q ,0.3A）;F. 开关S与导线若干。（1

12、）滑动变阻器应选用（填写器材代号）。连接电路时，电压表的量程应选V,电流表的量程应选A 。（2）请在右边方框中画出实验电路图。2、答案:（2）（10 分） 0、2650、267880d2h（RgR01 g -如下图 如下图4L（l2 IJ电阻的测量方法总结1、伏安法测电阻宜验步驟：1：测出通过Rx的电流为lz2）测出两端的电压为D、：则 Rx= Ux/lx 练习1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有A 、直流电源6V（内阻不计）B 、直流电流表03A（内阻0、1 Q以下）C、直流电流表0300mA（内阻约为5 Q ）D、直流电压表03V（内阻约为15k Q ）E 、滑动变阻器10Q

13、,2AF 、滑动变阻器1k Q ,0、5A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。标有“ 2、2V,0、5W的小灯泡、导线与开关外，还有。（均用仪器前的字母表示）（1）实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用（2）按要求画出实验电路图。练习2、某同学做“测定金属电阻率”的实验。 需要通过实验直接测量的物理量有：（写出名称与符号）。 这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5 左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择:（要求测量尽量准确）A. 电池组（3V,内阻约1）;B. 电流表（03A,内阻约0、025）C. 电流表（00、6A,内阻约0、125）D. 电压表（03V,内阻约3k ）E. 电

14、压表（015V,内阻约15k）F. 滑动变阻器（020,额定电流1A）G. 滑动变阻器（01000,额定电流0、3A）H. 开关、导线。实验时应选用的器材就是 （填写各器材的字母代号）。请在下面的虚线框中画出实验电路图。这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图中电流表电压表读数可计算出金属丝的电阻为 。练习3、有一段粗细均匀的导体，现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率，若已测得其长度与横截面积还需要测出它的电阻值 R。 有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图7甲、乙所示，若分别用这两个电路进行实验 ，则测量值比真实值偏小的应就是 图所示的电路。（选填“甲”或“乙”）

15、若已知这段导体的电阻约为 30 Q ,要尽量精确的测量其电阻值，除了需要导线、开关以外，在以下备选器材中应选用的就是 。（只填写字母代号）A. 电池（电动势14 V、内阻可忽略不计）B. 电流表（量程00、6 A,内阻约0、12Q ）C. 电流表（量程0100m A,内阻约12 Q ）D. 电压表（量程03 V,内阻约3 k Q ）E. 电压表（量程015 V,内阻约15 k Q ）F. 滑动变阻器（010Q ,允许最大电流2、0A）G. 滑动变阻器（0500 Q ,允许最大电流0、5 A） 请在方 框中画出测 量这段导体 电阻值的实 验电路图（要求 直接测量量 的变化 范围 尽可能 大一些）

16、。 根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图8所示，发现MN段明显向上弯曲。若实验的操作、读数、记录与绘图描点等过程均正确无误，则出现这一弯曲现象的主要原因就是 。2、安安法测电阻（1）如图所示,当两电表所能测得的最大接近时，如果一直A1的内阻R1,则测得A2的内阻R2=IR/I 2I b I1 两电流表A、A的读数为11、12,待测电阻Ri阻值的计算公式就是R=l1 r /（I2-1 1）、练习4:用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材（代号）与规格如下：电流表 A1（量程300mA,内阻r1为5Q ）;标准电流表 A2（量程300mA，内阻r2约为5Q）;待测电阻R1（阻值约为100Q ）;

17、滑动变阻器R2（最大阻值10Q ） 电源E（电动势约为10V,内阻r约为1 Q ）;单刀单掷开关S,导线若干、（1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路图原理图，并表明每个器材的代号、（2）实验中，需要直接测量的物理量就是 ,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式就是R1=、3、伏伏法测电阻：电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表与定值电阻来使用、(1)如图所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测出V2的内阻R2=U R1/U1 (2) 电压表M的示数为U,电压表V2的示数为U,电压表Vi的内阻为ri,根据串联、并联电路的规律,算出Rx的电阻为FX=(U2-Ui)r

18、1/U1练习5:用以下器材测量电阻FX的阻值(9001000 Q ):电源E,具有一定内阻，电动势约为9、0V;电压表 V1,量程为1、5V,内阻r1=750 Q ;电压表 V2,量程为5V,内阻r2=2500 Q ;滑动变阻器R,最大阻值约为100 Q ；单刀单掷开关S,导线若干、(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻 Rx的一种实验电路原理图。(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)、(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量与测得量表示Rx的公式为FX=4、电阻箱当电表测电阻：(1)电阻箱当做电压表使用：A1表、A表就是示数

19、|1、I 2,可得 Rk=I 2R1/I 1、。如果考虑电表内阻的影响，贝y |1(Rx+Ra1)=I 2(R1+Rx2)Rv,则测得干路电流为I=U/R5、等效法测电阻+ U/Rv6、消除电流表与电压表内阻对测量结果的影响：(1)先将S闭合、将S与“1”闭合，调节R,读出电压表读数 U,安培表读数li、 再将S与“2”闭合,调节R,读出电压表读数 U2,电流表读数I 2(3) 根据上述测量结果,算出R=U/I 1-U2/I 2一耳ft|iLI练习6:伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，无论电流表内接还就是电流表外接都存在系统误差，为消除系统误差而设计的补偿电路如图21所示、完成下列实验步骤并

20、写出待测电阻FX阻值的表达式、4IM 1F.% 先将S1闭合、 将S2与“1”闭合，调节R,读出电压表读数 Ui,安培表读数11、 、 根据上述测量结果，算出R=、练习7:实验室有一个破损的多量程动圈式支流电流表，有“1mA、“10mA两挡，有一个单调双掷开关 S转换,其内部电路如图25所示、若电流表的G已烧坏，但两个精密分流电阻完好，测得R=144Q，假如烧坏前表头G的内阻rg=160Q ,则表头G的实际满偏电流lg=,精密分流电阻F2=、现有以下备选器材用于修复 ：A. 灵敏电流表G,内阻为660Q ,满偏电流为0、2mA;B. 灵敏电流表 G,内阻为120Q ,满偏电流为0、5mA;C.

21、 定值电阻1,阻值为40 Q ;D. 定值电阻2,阻值为100 Q ;现保留两个精密电阻不动，根据表头参数,用于修复的器材有 与、(只填器材序号)在虚线框内画出修复后的直流电流表电路原理图。：5山图257、半偏法测电表电阻 断开S、闭合Si,调节R0,使A表满偏为Io； 保持R0不变，闭合S2,调节R,使A表读数为Io/2。由上可得 丽R、练习8、要测定一块电流表 A的内阻（量程05mA,内阻r约为500Q）,某同学在实验室找到了如下器材 电源E（3V,内阻未知）电压表 V（015V,内阻约为5kQ）电阻箱 R1（0999、9Q）滑动变阻器 R2（010Q）电键开关一只、导线若干 该同学想利用

22、半偏法测该电流表的内阻，为了测量尽量精确，请帮忙在方框中画出设计电路图: 简要说明测量操作步骤（1） （2） 写出r的测量值的表达式,r =。（2）测量电压表内阻：如图所示，测量电压表V的内阻，操作步骤如下： 滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值调到最大； 闭合S、S2,调节F0,使V表示数指到满刻度； 打开S,保持F0不变，调节R,使V表指针指到满刻度的一半，由上可得R=R。 &电表内阻的测量（1）电流表、电压表各一只,可以测量它们的内阻（两不同表）r I-、：&工 ；vra=A% * 两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测 另一只的内阻（两相同表）。UiU2 两只同种电表内阻都未知,

23、则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻（两表一箱）。5严讪R厂R练习9、在图22中,R 判断正确的就是（F2就是两定值电阻，R1的阻值很小，R2的阻值很大,G就是一灵敏电流计，S1、S为开关、下列）、待测电压表（量程3V,内阻约为3k Q ）;、电流表（量程3A,内阻约0、01 Q）；、电制电阻（阻值R=2kQ ,允许通过的最大电流0、5A）;、电源（电动势2V,内阻值可忽略）；、开关两只；、导线若干；A、只闭合S时,M、N之间就是一个电压表C、只闭合S时,M、N间就是一个电压表 练习10、要测量一只量程已知的电压表的内阻ABCDEFB 、S、S2都闭合时，M、N间就是一个电流表D 、S、S2都断开时，M、N间就是一个电压表,现有如下器材：要求从图23甲、24乙电路中选择一个电路，利用这个电路完成测量、选（填“甲”或“乙”）电路、您不选另一电路的理由就是 实验中需要直接测量的物理量就是 、电压表内阻的公式 R/=练习11、【2015新课标II】电压表满偏时通过该表的电流就是半偏就是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事 实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下待测电压表（量程3V内阻约为3000欧）电阻箱Rd（最大阻值为99999、9欧）滑动变阻器R1（最大阻值1