测定金属丝的电阻率实验讲义

甲（2）U—/图象如图乙所示，U-I图象的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外接法的数据点是用“X”表示的.⑶在U—I图象上，选用外接法所得的“X”连线，则R=^U=Q,选用内接法所得的“O”连线，则R=N=Q.［电表改装和电阻测量］现要测量电流表G1的内阻，给出下列器材：电流表G］（量程5mA，内阻q约为150Q）电流表G2（量程10mA，内阻r2约为100Q）定值电阻R］=100Q定值电阻R2=10Q滑动变阻器R3（0〜200Q）干电池EV,内阻未知）单刀单掷开关S导线若干（1）定值电阻选；（2）如图23所示，在虚线框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号；丨4!

⑶若选测量数据中的一组计算b所用的表达式为匚=，式中各符号的意义是答案(1)R1(2)电路图如图所示R(I一I)⑶弋』小I2分别表示电流表GpG2的读数，R］表示定值电阻耳的阻值.I1121211解析⑴若选R2,则其阻值太小，电流过大，而R］与G1内阻相当，故选R1.(2)电路图如图所示.G2的示数(2)电路图如图所示.G2的示数一G］的示数为通过R］的电流值.⑶由并联电路特点得：/厂尺口一/丿ri=RJ/2—/J

'l/］、/2分别表示电流表G］、G2的读数，R］表示定值电阻R］的阻值.9．［等效替代法测电阻］电学实验中经常需要测量电阻的阻值．测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220V40W”的灯泡，它正常工作时的电阻为Q.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻彳(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值．用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值．A．220V交流电源单刀双掷开关一个电阻箱一个(0〜Q,额定电流A)定值电阻一个kQ,额定电流A)交流电流表一个(0〜A)请在虚线框内画出电路原理图.答案(1)1210答案(1)1210小于(2)见解析图解析（1）正常工作时电压为额定电压，故有P=~R，所以R=~p=1210Q；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值．（2）应用替代法．因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联一定值电阻，电路原理图如图所示．［半偏法测电阻］（2015・新课标II・23）电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法），实验室提供的器材如下：待测电压表*（量程3V,内阻约为3000Q）,电阻箱R0（最大阻值为99Q）,滑动变阻器R］（最大阻值100Q,额定电流2A）,电源E（电动势6V,内阻不计），开关2个，导线若干.（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整（如图24).图24（2）根据设计的电路,写出实验步骤：⑶将这种方法测出的电压表内阻记为RV'，与电压表内阻的真实值RV相比，RVfRV（填“>”、“=”或“V”），主要理由是.答案⑴见解析图⑵见解析⑶>理由见解析解析（1）实验电路图如图所示.⑵移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S］、S2,调节©，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2,调节电阻箱R。，使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻．⑶断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RJ>RV.考点四实验拓展与创新［实验器材的创新］有一根细长且均匀的空心金属管线，长约30cm,电阻约为5Q,已知这种金属的电阻率为P，现在要尽可能精确测定它的内径d.用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图25a所示，从图中读出外径为mm,应用(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L；h图25测量金属管线的电阻R,为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:电压表0〜3V,内阻约10kQ电压表0〜15V,内阻约50kQ电流表0〜A,内阻约Q电流表0〜3A,内阻约Q滑动变阻器，0〜10Q滑动变阻器，0〜100Q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)⑶实验中他的实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误.错误1：错误2：

用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示)，推导出计算金属管线内径的表达式d=；在实验中，下列说法正确的是．为使电流表读数明显，应使电流尽可能大些为操作方便，中间过程可保持开关S一直处于闭合状态千分尺的精确度是千分之一毫米用千分尺测量直径时必须估读一位答案(1)毫米刻度尺(2)ACE(3)导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法(叫D2-黔(5)D解析(1)螺旋测微器的读数为：D=5mm+Xmm=mm；测量30cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量.⑵由于两节干电池的电动势为3V,所以电压表应选A；由于通过金属管的最大电流为Im=U3R=5A=A,所以电流表应选C.为了较准确地测出其阻值，滑动变阻器应选E.x由于待测金属管阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，连线图中的两处明显错误分别是：错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法．设金属管线内径为d,根据电阻定律应有：R=R=114兀6—帀力「U又R=i，联立可得：d=D2—半U由金属的电阻率随温度的升高而增大可知，通过待测金属管线的电流不能太大，所以A错误；为减小温度的影响，中间过程应断开开关，所以B错误；千分尺的精确度是mm，即应精确到100毫米，所以C错误；千分尺读数时必须估读一位，即估读到mm,所以D正确．12．［液体电阻率的测量］如图26是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图．图中均匀的长直玻璃管内径为d,里面充满待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为L.

图26⑴根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中导电液体用电阻Rx表示.(2)在接通电路前，为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最端(填“左”或“右”)．在电路调试时，该同学发现：闭合开关S1后，单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为V、电流表示数为180uA；单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为V、电流表示数为164|1A.正式测量时，为减小实验误差，单刀双掷开关S2应接到点(填“a”或“b”).⑶该同学正确完成实验，测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为p=(用R0、L、d等表示).答案(1)如图所示,nRd(2)右b(3)苛解析(1)电路原理图如图所示(2)接通电路前为保证电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，即滑片应移到最右端.分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大，电压表示数变化小，说明电流表对示数影响较小，即电流表内阻远小于被测电阻，为减小误差应当采用电流表内接法，故接b点.⑶根据欧姆定律R=U、电阻定律P=RS及S=n（d）2可得电阻率P=nRL1-13.［实验拓展］某些固体材料受到外力后除了产生形变外，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图27所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：图27电源E（3V,内阻约为1Q）电流表A】A,内阻r1=5Q）电流表A2（6A,内阻r2约为1Q）开关S,定值电阻R0（1）为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，根据虚线框内电路图的设计，甲表选用（选填“AJ'或“A2”），乙表选用（选填“AJ'或“A2”）.⑵在电阻Rx上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关S,记下电表读数,亠的读数为J,A2的读数为/2,得R=（用字母表示）.⑶改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小,得到不同的Rx值，最后绘成的图象如图28所示•当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时,可得Rx与所受压力F的数值关系是R=•（各物理量单位均为国际单位）图28（4）定值电阻R0的阻值应该选用.A.1QB.5QC.10QD.20QIr答案（1）A］A2⑵厂方（3）16—2F（4）B12I2－I1解析（1）由于A.内阻确定，并且与待测电阻接近，与待测电阻并联，用来测出待测电阻Rx两端的电压，用A2测得的电流减去A1测得的电流就是流过待测电阻的电流，根据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值，电路连接如图所示．⑵待测电阻两端的电压U=I1r1,流过待测电阻