高考物理总复习第八章恒定电流8-3-1实验八测定金属的电阻率

试验八测定金属电阻率(同时练习使用螺旋测微器)01020304热点三试验拓展创新备选训练、高考模拟演练试验基础梳理

热点一游标卡尺、螺旋测微器读数

热点二教材原型试验伏安法测电阻

1/50试验基础梳理【试验目标】1.掌握螺旋测微器及游标卡尺原理及计数方法2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器使用方法及电流表和电压表读数方法3.会用伏安法测电阻，并能测定金属电阻率【试验原理】2/50【试验器材】被测金属导线,直流电源（4V）,电流表（0-0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(50Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,米尺【试验方法】伏安法试验基础梳理3/50【试验步骤】试验基础梳理4/50【数据处理】试验基础梳理5/50【注意事项】(1)先测直径，再连电路:为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量；(2)电流表外接法:本试验中被测金属丝阻值较小，故采取电流表外接法；(3)变阻器调整:开关S闭合前，滑动变阻器阻值要调至最大.(4)电流控制:电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，造成电阻率在试验过程中变大．(5)实物连线:试验连线时，应先从电源正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝两端．试验基础梳理6/50【误差分析】1.测量误差：测量金属丝直径、长度以及电流、电压时出现读数误差．2.测量电路中电流表及电压表对电阻测量影响，因为电流表外接，所以R测<R真，由R＝ρl/S，知ρ测<ρ真．3.通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发烧，电阻率随之改变带来误差．试验基础梳理7/50试验热点突破热点一游标卡尺、螺旋测微器读数1、游标卡尺读数方法：“三看”(1)第一看→准确度比如(如图所表示)易错读成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正确应为11.4mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零。比如(如图所表示)易错读成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正确应为10.60mm。(2)第二看→游标尺上0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端比如(如图所表示)易错读成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正确读数为14mm＋10×0.05mm＝14.50mm8/50试验热点突破2．螺旋测微器读数螺旋测微器读数＝固定刻度部分读数(mm)＋可动刻度部分读数×准确度(mm)。3．电压表和电流表(1)0～3V电压表和0～3A电流表读数方法相同，此量程下准确度是0.1V或0.1A，看清楚指针实际位置，读到小数点后面两位。(2)对于0～15V量程电压表，准确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V。(3)对于0～0.6A量程电流表，准确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度二分之一0.01A。

9/50试验热点突破例1(1)如图所表示三把游标卡尺，它们游标卡尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们读数依次为________mm，________mm，________mm。

(2)使用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图所表示，则金属丝直径是______mm。转到解析10/50试验热点突破转回原题解析

(1)图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1mm＝0.7mm，最终结果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。图乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05mm＝0.85mm，最终结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。图丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是9×0.02mm＝0.18mm，最终结果是3mm＋0.18mm＝3.18mm。(2)固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米从可动刻度上读，其示数为15.0，最终读数：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。

11/50试验热点突破例1

(3)①图甲使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。②图乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针示数为________V。若使用是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V。

转到解析12/50试验热点突破解析(3)①使用0.6A量程时，刻度盘上每一小格为0.02A，表针示数为0.44A；当使用3A量程时，每一小格为0.1A，表针示数为2.20A。②电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V，表针示数为1.70V；使用15V量程时，每小格表示0.5V，表针示数为8.5V。

转回原题13/50试验热点突破(4)旋钮式电阻箱如图所表示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路电阻为______Ω。今欲将接入电路电阻改为2087Ω，最简单操作方法是________。若用两个这么电阻箱，即可得到电阻值范围为_____________。转到解析19870～19998Ω看法析14/50试验热点突破解析(4)电阻为1987Ω。最简单操作方法是将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱最大阻值是9999Ω，用这么两个电阻箱串联可得到最大电阻是2×9999Ω＝19998Ω。故用两个这么电阻箱，可得到电阻值范围为0～19998Ω。答案(1)17.7

23.85

3.18

(2)2.150

(3)①0.02

0.44

0.1

2.20②0.1

1.70

0.5

8.5

(4)1987将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0，0～19998Ω转回原题15/50试验热点突破变式训练1某试验探究小组同学准备测量电炉丝电阻率，他们首先用螺旋测微器测出一段电炉丝直径和长度如图甲、乙所表示，则该电炉丝直径为________mm，长度为________mm。该小组同学又从标称为“220V

500W”“220V

300W”“220V

25W”3个电炉中任选一个，正确使用多用电表欧姆×10挡测量其阻值，结果如图丙所表示，则该电炉阻值是________Ω，选标称功率为________W电炉丝。

转到解析0.90033.1016430016/50试验热点突破解析由图甲所表示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度示数为40.0×0.01mm＝0.400mm，金属丝直径为0.5mm＋0.400mm＝0.900mm；由图乙所表示游标卡尺可知，主尺示数为3.3cm＝33mm，游标尺示数为2×0.05mm＝0.10mm，金属丝长度为33mm＋0.10mm＝33.10mm；由图丙可知，该电炉阻值是16.5×10Ω＝165Ω，依据P＝得功率P＝＝293W，故选标称功率为300W电炉丝。答案

0.900

33.10

164

300

转回原题17/50内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV电阻测量值R测＝＝Rx＋RA＞Rx，测量值大于真实值R测＝＝＜Rx，测量值小于真实值适用条件RA≪RxRV≫Rx适适用于测量大阻值电阻小阻值电阻试验热点突破热点二教材原型试验

伏安法测电阻电流表内接法和外接法比较18/50试验热点突破例2某试验小组尝试测量一段电阻丝电阻率。可供选择器材有：A．电池组E(电动势为3V，内阻约5Ω)；B．电压表V(量程为0～3V，内阻约15kΩ)；C．电阻箱R(0～999.9Ω)；D．开关、导线若干。完成以下填空：(1)把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝直径，测量结果如图甲所表示，其读数为d＝________mm。(2)将电阻丝两端固定在有刻度尺接线板两端接线柱上，在被固定电阻丝上夹一个与接线柱c相连小金属夹P。试验要求将a、c端接入电路，且将小金属夹P右移、电阻箱阻值减小时，接入电路电压表读数保持不变，如图乙所表示，请用笔画线代替导线在图丙中完成电路连接。0.40019/50试验热点突破(3)图乙中电压表读数为U＝________V。(4)改变金属夹P与电阻丝接触点位置，调整电阻箱接入电路中阻值，使电压表读数保持不变，如图乙所表示。重复屡次，统计每一次电阻箱阻值R和接入电路电阻丝长度L，数据如表格所表示。断开开关，整理试验器材。请在图丁中描点，并作出R－L图象。(5)依据R－L图象和已知数据，可求出该电阻丝电阻率为________Ω·m。(计算结果保留2位有效数字)

R/Ω21.017.013.09.0L/cm20.0040.0060.0080.002.502.5×10-620/50试验热点突破解析

(1)螺旋测微器读数要估读到0.001mm，读数为0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm。(2)试验要求a、c接入电路，且P右移、电阻箱阻值减小时，电压表读数保持不变，则电阻箱和电阻丝应该串联，电压表测量二者电压和。试验电路连接见答案图甲所表示。

21/50试验热点突破22/50变式训练2试验室购置了一捆标称长度为100m铜导线，某同学想经过试验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图5甲所表示电路测出铜导线电阻Rx，从而确定导线实际长度。可供使用器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；电压表：量程3V，内阻约9kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20Ω；定值电阻：R0＝3Ω；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答以下问题：转到下页试验热点突破23/50回答以下问题：(1)试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______(填“a”或“b”)端。(2)在实物图6中，已正确连接了部分导线，请依据图甲电路完成剩下部分连接。(3)调整滑动变阻器，当电流表读数为0.50A时，电压表示数如图乙所表示，读数为______V。(4)导线实际长度为__________m(保留2位有效数字)。

转到解析转回上页试验热点突破24/50转回原题试验热点突破25/50方法技巧1．仪器选择普通步骤(1)首先选择唯一性器材；(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；(3)估算回路中电流和电压最大值，在电表指针有较大幅度偏转但不超出其量程情况下，结合已知器材规格，确定试验电路和试验器材。2．实物图连线基本标准对限流式电路，普通是从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。对分压式电路，应先将电源、开关和滑动变阻器全部电阻用导线连接起来，然后在滑动变阻器上金属杆两端接线柱中任选一个，依据电路中电流流向将测量电路部分连接起来即可。试验热点突破26/50试验热点突破热点三试验拓展创新1．等效替换法测电阻如图所表示。

(1)S接1，调整R2，读出表示数为I；(2)S接2，R2不变，调整电阻箱R1，使表示数仍为I；(3)由以上可得Rx＝R1。

该方法优点是消除了表内阻对测量影响，缺点是电阻箱电阻R1不能连续改变。

27/50试验热点突破例3电学试验中经常需要测量电阻阻值：(1)测电阻方法有很各种，现在有一只标“220V

40W”灯泡，它正常工作时电阻为________Ω。若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡电阻，则测出电阻值就________(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时电阻值。(2)用以下器材设计一个试验，测量该灯泡正常工作时电阻值。A．220V交流电源B．单刀双掷开关一只C．电阻箱一只(0～999.9Ω，额定电流0.5A)D．固定电阻一只(0.5kΩ，额定电流0.3A)E．交流电流表一只(0～0.3A)请在方框内画出电路原理图。

28/50试验热点突破29/50试验热点突破2．半偏法测电表内阻

(1)半偏法近似测量电流表内阻。30/50试验热点突破31/50试验热点突破(2)半偏法近似测量电压表内阻。方法一：如图所表示，测量电压表内阻，操作步骤以下：①闭合S，调整电阻箱阻值为R1时，测得电压表示数为U1；②改变电阻箱阻值为R2时，测得电压表示数为；③由上可得RV＝R2－2R1。方法二：如图所表示，测量电压表内阻，操作步骤以下：①滑动变阻器滑片滑至最右端，电阻箱阻值调到最大；②闭合S1、S2，调整R0，使表示数指到满偏刻度。③断开S2，保持R0不变，调整R，使表指针指到满刻度二分之一；④由上可得RV＝R。

32/50【例4】(·新课标全国卷Ⅱ，23)电压表满偏时经过该表电流是半偏时经过该表电流两倍。某同学利用这一事实测量电压表内阻(半偏法)，试验室提供器材以下：待测电压表(量程3V，内阻约为3000Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100Ω，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测量电压表内阻电路图一部分，将电路图补充完整。(2)依据设计电路，写出试验步骤：_____________________________________。(3)将这种方法测出电压表内阻记为RV′，与电压表内阻真实值RV相比，RV′________RV(填“＞”、“＝”或“＜”)，主要理由是_____________________________。解析显隐试验热点突破33/50变式训练3用伏安法测定一个待测电阻Rx阻值(阻值约为200Ω)，试验室提供以下器材：电池组E：电动势3V，内阻不计；电流表A1：量程0～15mA，内阻约为100Ω；电流表A2：量程0～300μA，内阻为1000Ω；滑动变阻器R1：阻值范围0～20Ω，额定电流2A；电阻箱R2，阻值范围0～9999Ω，额定电流1A；开关S、导线若干。要求试验中尽可能准确地测量Rx阻值，请回答以下问题：试验热点突破34/50(1)为了测量待测电阻两端电压，能够将电流表________(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到________Ω，这么能够改装成一个量程为3.0V电压表。(2)在图9中画完整测量Rx阻值电路图，并在图中标明器材代号。(3)调整滑动变阻器R1，两表示数如图所表示，可读出电流表A1示数是________mA，电流表A2示数是________μA，测得待测电阻Rx阻值是________。此次测量存在一定系统误差，考虑这个原因测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。转到解析试验热点突破35/50转回原题试验热点突破36/50规律总结电路设计时两个技巧(1)电流表灵活选取已知内阻电流表可做电压表使用，在缺乏适当电压表情况下，惯用电流表代替电压表使用，这是电学设计电路高频考点。(2)电压表灵活选取已知内阻电压表可做电流表使用，在缺乏适当电流表情况下，惯用电压表代替电流表使用，这是设计电路中高频考点。

37/50备选训练备选训练1[·重庆卷,6(2)]某同学对有故障电热毯进行探究.图甲是电热毯电路示意图,其中电热线和导线经过金属接线片连接.图乙为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表.①请在下面虚线框内画出与图乙对应电路图.乙采取内接分压式接法.甲38/50问题续…解析显隐0.5865UI备选训练39/50备选训练2用以下器材可测量电阻Rx阻值。待测电阻Rx，阻值约为600Ω；电源E，电动势约为6.0V，内阻可忽略不计；电压表V1，量程为0～500mV，内阻r1＝1000Ω；电压表V2，量程为0～6V，内阻r2约为10kΩ；电流表A，量程为0～0.6A，内阻r3约为1Ω；定值电阻R0，R0＝60Ω；滑动变阻器R，最大阻值为150Ω；单刀单掷开关S一个，导线若干。(1)测量中要求两只电表读数都大于其量程1/3，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻Rx试验电路图。(2)若选择测量数据中一组来计算Rx，则由已知量和测量物理量计算Rx表示式为Rx＝，式中各符号意义是(全部物理量用题中代表符号表示)____________________________________________________________。U1为电压表V1读数，U2为电压表V2读数，r1为电压表V1内阻，R0为定值电阻转到解析备选训练40/50转回原题备选训练41/50高考模拟演练1．(·全国卷Ⅱ，23)某同学利用图20所表示电路测量量程为2.5V电压表内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线若干。试验步骤以下①按电路原理图20连接线路；②将电阻箱阻值调整为0，将滑动变阻器滑片移到与图20中最左端所对应位置，闭合开关S；③调整滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片位置不变，调整电阻箱阻值，使电压表示数为2.00V，记下电阻箱阻值。回答以下问题：转到下页42/50高考模拟演练(1)试验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。(2)依据图20所表示电路将图21中实物图连线。(3)试验步骤④中统计电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调整电阻箱时滑动变阻器上分压不变，计算可得电压表内阻为________Ω(结果保留到个位)。(4)假如此电压表是由一个表头和电阻串联组成，可推断该表头满刻度电流为________(填正确答案标号)。A．100μAB．250μAC．500μAD．1mAD解析显隐转回上页43/50(2)依据所设计电路图，写出待测电压表V1内阻r1表示式，即r1＝______，式中各符号意义是_________________________________________________。高考模拟演练2．某研究小组要测量电压表V1内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高测量精度，并能测得多组数据，现提供以下器材：A．电压表V1：量程3V，内阻r1待测(约2000Ω)B．电压表V2：量程6V，内阻