1、實驗八測定金屬的電阻率實驗八測定金屬的電阻率實驗基礎實驗基礎熱點定位熱點定位跟蹤訓練跟蹤訓練實驗基礎實驗基礎理解落實理解落實 夯基礎夯基礎注意事項注意事項1.1.螺旋測微器的使用螺旋測微器的使用(1)(1)測量前須校對零點測量前須校對零點. .(2)(2)測量時測量時, ,當測微螺桿將要接觸被測物體時當測微螺桿將要接觸被測物體時, ,要改用微調旋鈕要改用微調旋鈕. .(3)(3)螺旋測微器應估讀一位螺旋測微器應估讀一位, ,即以即以mmmm作單位作單位, ,應讀到小數點后面第三位應讀到小數點后面第三位. .2.2.游標卡尺讀數時注意事項游標卡尺讀數時注意事項(1)(1)看清精確度看清精確度(2

2、)(2)主尺上的單位為厘米主尺上的單位為厘米主尺上標識的主尺上標識的1,2,31,2,3等數字通常是指厘米等數字通常是指厘米, ,游標卡尺主尺上的最小刻度是游標卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.1 mm.例如例如讀數為讀數為(50+4(50+40.05)mm=50.20 mm.0.05)mm=50.20 mm.(3)(3)區分零刻度與游標尺最前端區分零刻度與游標尺最前端例如例如讀數為讀數為(14+10(14+100.05)mm=14.50 mm.0.05)mm=14.50 mm.3.3.測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率(1)(1)先測直徑先測直徑, ,再連電路再連電路. .應該在連入電路之后在拉

3、直的情況下測量待測應該在連入電路之后在拉直的情況下測量待測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度. .(2)(2)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小本實驗中被測金屬絲的電阻值較小, ,故采用電流表外接法故采用電流表外接法. .(3)(3)開關開關S S閉合前閉合前, ,滑動變阻器的阻值要調至最大滑動變阻器的阻值要調至最大. .(4)(4)電流不宜太大電流不宜太大( (電流表用電流表用0 00.6 A0.6 A量程量程),),通電時間不宜太長通電時間不宜太長, ,以免金以免金屬絲溫度升高屬絲溫度升高, ,導致電阻率在實驗過程中變大導致電阻率在實驗過程中變大. .誤差分析

4、誤差分析1.1.測量金屬絲直徑、長度以及電流、電壓帶來誤差測量金屬絲直徑、長度以及電流、電壓帶來誤差. .2.2.電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響, ,因為電流表外接因為電流表外接, ,所以所以R Rx x測測RRx x真真, ,由由R Rx x= ,= ,知知測測”“=”“=”或或“”),RRV V. .答案答案: :見解析見解析熱點四實驗的創新與改進熱點四實驗的創新與改進實驗裝置圖實驗裝置圖創新創新/ /改進點改進點高高考考這這樣樣考考(2014(2014山東卷山東卷,22),22)測銅導線的實際長度測銅導線的實際長度1.1.采用教材實驗原理測導線的

5、長度采用教材實驗原理測導線的長度. .2.2.實驗中導線電阻實驗中導線電阻R Rx x較小較小, ,未直接測未直接測量量R Rx x的值的值, ,而是測量而是測量R Rx x與定值電阻的與定值電阻的串聯阻值串聯阻值. .3.3.實物連線圖中新加實驗器材連接實物連線圖中新加實驗器材連接形式的變化形式的變化. .(2014(2014四川卷四川卷,8),8)利用兩個電流表測電阻利用兩個電流表測電阻1.1.采用并聯規律設計電路采用并聯規律設計電路. .2.2.由圖像與對應函數關系求解由圖像與對應函數關系求解R Rx x. .還還能能這這樣樣考考(2016(2016山東煙臺模擬山東煙臺模擬) )用消除電

6、表內阻法測用消除電表內阻法測R Rx x1.1.先閉合先閉合S S1 1, ,斷開斷開S S2 2, ,記下兩表示數記下兩表示數I I1 1, ,U U1 1; ;再閉合再閉合S S2 2, ,保持保持R RP P不變不變, ,記下兩表示記下兩表示數數I I2 2,U,U2 2. .2.2.利用兩組數據利用兩組數據, ,分別列式分別列式, ,聯立求解聯立求解, ,從而消除因兩表內阻產生的誤差從而消除因兩表內阻產生的誤差. .(2016(2016河北保定模擬河北保定模擬) )測電阻率測電阻率1.1.測量對象的改變測量對象的改變. .測量導電液體的電測量導電液體的電阻率阻率. .2.2.利用試觸法

7、分析判斷電流表是內接利用試觸法分析判斷電流表是內接法還是外接法法還是外接法. .新題體驗新題體驗1 1.(2016.(2016福建質檢福建質檢) )國標國標(GB/T)(GB/T)規定自來水在規定自來水在15 15 時電阻率應大于時電阻率應大于13m.13m.某某同學利用圖同學利用圖( (甲甲) )電路測量電路測量15 15 自來水的電阻率自來水的電阻率, ,其中內徑均勻的圓柱形玻璃管側其中內徑均勻的圓柱形玻璃管側壁連接一細管壁連接一細管, ,細管上加有閥門細管上加有閥門K K以控制管內自來水的水量以控制管內自來水的水量, ,玻璃管兩端接有導電玻璃管兩端接有導電活塞活塞( (活塞電阻可忽略活塞

8、電阻可忽略),),右活塞固定右活塞固定, ,左活塞可自由移動左活塞可自由移動. .實驗器材還有實驗器材還有: :電源電源( (電電動勢約為動勢約為3 V,3 V,內阻可忽略內阻可忽略),),電壓表電壓表V V1 1( (量程為量程為3 V,3 V,內阻很大內阻很大),),電壓表電壓表V V2 2( (量程為量程為3 3 V,V,內阻很大內阻很大),),定值電阻定值電阻R R1 1( (阻值阻值4 k4 k),),定值電阻定值電阻R R2 2( (阻值阻值2 k2 k),),電阻箱電阻箱R(R(最大阻最大阻值值9 999 ),9 999 ),單刀雙擲開關單刀雙擲開關S,S,導線若干導線若干, ,

9、游標卡尺游標卡尺, ,刻度尺刻度尺. .實驗步驟如下實驗步驟如下: :A.A.用游標卡尺測量玻璃管的內徑用游標卡尺測量玻璃管的內徑d dB.B.向玻璃管內注滿自來水向玻璃管內注滿自來水, ,并用刻度尺測量水柱長度并用刻度尺測量水柱長度L LC.C.把把S S撥到撥到1 1位置位置, ,記錄電壓表記錄電壓表V V1 1示數示數D.D.把把S S撥到撥到2 2位置位置, ,調整電阻箱阻值調整電阻箱阻值, ,使電壓表使電壓表V V2 2示數與電壓表示數與電壓表V V1 1示數相同示數相同, ,記記錄電阻箱的阻值錄電阻箱的阻值R RE.E.改變玻璃管內水柱長度改變玻璃管內水柱長度, ,重復實驗步驟重復

10、實驗步驟C,D,C,D,記錄每一次水柱長度記錄每一次水柱長度L L和電阻和電阻箱阻值箱阻值R RF.F.斷開斷開S,S,整理好器材整理好器材(1)(1)測玻璃管內徑測玻璃管內徑d d時游標卡尺示數如圖時游標卡尺示數如圖( (乙乙) )所示所示, ,則則d=d=mm.mm.解析解析: : (1) (1)根據游標卡尺的讀數規則根據游標卡尺的讀數規則, ,玻璃管內徑玻璃管內徑d=30 mm+0d=30 mm+00.05 mm0.05 mm=30.00 mm.=30.00 mm.答案答案: : (1)30.00 (1)30.00 (2)(2)玻璃管內水柱的電阻玻璃管內水柱的電阻R Rx x的表達式為的

11、表達式為R Rx x= =( (用用R R1 1,R,R2 2,R,R表示表示).).答案答案: : (2) (2)12R RR(3)(3)利用記錄的多組水柱長度利用記錄的多組水柱長度L L和對應的電阻箱阻值和對應的電阻箱阻值R R的數據的數據, ,繪制出如圖繪制出如圖( (丙丙) )所示的所示的R- R- 關系圖像關系圖像. .自來水的電阻率自來水的電阻率=m m( (保留兩位保留兩位有效數字有效數字).).答案答案: : (3)14 (3)14 1L(4)(4)本實驗中若電壓表本實驗中若電壓表V V1 1內阻不是很大內阻不是很大, ,則自來水電阻率測量結果將則自來水電阻率測量結果將( (填

12、填“偏大偏大”“”“不變不變”或或“偏小偏小”).).答案答案: : (4) (4)偏大偏大2 2.(2016.(2016山東臨沂一中月考山東臨沂一中月考) )利用如圖所示的電路測定電流表的內阻利用如圖所示的電路測定電流表的內阻, ,步步驟如下驟如下: : 閉合開關閉合開關S S1 1, ,調節調節R R1 1, ,使電流表指針偏轉到滿刻度使電流表指針偏轉到滿刻度; ;再閉合開關再閉合開關S S2 2, ,調節調節R R2 2, ,使電流表指針偏轉到滿刻度的一半使電流表指針偏轉到滿刻度的一半; ;讀出讀出R R2 2的阻值的阻值, ,即認為即認為R Rg g=R=R2 2. .已知電流表滿偏電

13、流為已知電流表滿偏電流為500 A500 A, ,其內阻約在其內阻約在100 100 左右左右, ,實驗室配有的可實驗室配有的可變電阻有變電阻有: :A.A.電阻箱電阻箱(0(010 );10 );B.B.電阻箱電阻箱(0(09 999 );9 999 );C.C.滑動變阻器滑動變阻器(0(0200 );200 );D.D.滑動變阻器滑動變阻器(0(020 k20 k).).(1)(1)電路圖中電路圖中R R1 1應選應選,R,R2 2應選應選.解析解析: : (1)(1)電路中電路中R R1 1阻值應遠大于阻值應遠大于R Rg g,R,R2 2的阻值比的阻值比R Rg g稍大就行稍大就行,

14、,但但R R2 2必須必須是電阻箱是電阻箱, ,不然不能讀數不然不能讀數. .故故R R2 2應選應選B,RB,R1 1應選應選D.D.答案答案: : (1)D (1)DB B (2)(2)若上述實驗中若上述實驗中, ,讀得讀得R R2 2的阻值為的阻值為100 ,100 ,則電流表內阻的測量值和真實則電流表內阻的測量值和真實值相比值相比( (填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”).).答案答案: : (2) (2)偏小偏小跟蹤訓練跟蹤訓練即時鞏固即時鞏固 測效果測效果1.1.如圖如圖( (甲甲) )為一段粗細均勻的新型導電材料棒為一段粗細均勻的新型導電材料棒, ,現要測量該材料的電阻率現要測量該

15、材料的電阻率. .解析解析: : (1) (1)歐姆表的讀數為歐姆表的讀數為R=20R=20100 =2 000 .100 =2 000 .答案答案: : (1)2 000 (1)2 000 (1)(1)首先用多用電表的歐姆擋首先用多用電表的歐姆擋( (倍率為倍率為100 )100 )粗測其電阻粗測其電阻, ,指針位置如圖指針位置如圖( (乙乙) )所示所示, ,其讀數為其讀數為 .(2)(2)用螺旋測微器測量此新型導電材料棒的直徑用螺旋測微器測量此新型導電材料棒的直徑d,d,測量結果如圖測量結果如圖( (丙丙) )所所示示, ,則則d=d=mm.mm.用游標卡尺測量此新型導電材料棒的長度用游

16、標卡尺測量此新型導電材料棒的長度L,L,測量結測量結果如圖果如圖( (丁丁) )所示所示, ,則則L=L=mm.mm.解析解析: : (2)(2)螺旋測微器的讀數為螺旋測微器的讀數為d=3 mm+20.4d=3 mm+20.40.01 mm=3.204 mm,0.01 mm=3.204 mm,l=50 mm+3l=50 mm+3 mm=50.15 mm. mm=50.15 mm.答案答案: : (2)3.204 (2)3.20450.15 50.15 (3)(3)采用以下器材用伏安法盡可能準確地測量其電阻采用以下器材用伏安法盡可能準確地測量其電阻. .A.A.電流表電流表: :量程為量程為0.

17、6 A,0.6 A,內阻約為內阻約為0.2 0.2 B.B.電壓表電壓表: :量程為量程為3 V,3 V,內阻約為內阻約為3 k3 kC.C.滑動變阻器滑動變阻器: :最大阻值為最大阻值為20 ,20 ,額定電流額定電流1 A1 AD.D.電源電源E:E:電動勢電動勢6 V6 VE.E.開關開關S,S,導線若干導線若干請在方框中畫出實驗原理電路圖請在方框中畫出實驗原理電路圖. .解析解析: : (3)(3)因為被測電阻較大因為被測電阻較大, ,故采用電流表的內接法故采用電流表的內接法, ,如圖所示如圖所示. .答案答案: : (3) (3)見解析見解析 (4)(4)某同學設計了如圖某同學設計了

18、如圖( (戊戊) )所示的實驗電路所示的實驗電路, ,但是在實驗過程中卻發現導但是在實驗過程中卻發現導電材料棒電阻率的測量明顯偏小電材料棒電阻率的測量明顯偏小, ,經檢查發現實驗中有一根導線連接錯經檢查發現實驗中有一根導線連接錯誤誤, ,該導線是該導線是( (用導線的序號表示用導線的序號表示).).解析解析: : (4)(4)電流表應該內接電流表應該內接, ,故導線故導線錯誤錯誤. .答案答案: : (4) (4) (5)(5)如果如果(3)(3)問實驗電路中電流表示數為問實驗電路中電流表示數為I,I,電壓表示數為電壓表示數為U,U,并測出該棒的并測出該棒的長度為長度為L,L,直徑為直徑為d,

19、d,則該材料的電阻率則該材料的電阻率=( (用用I,U,L,dI,U,L,d表示表示).).答案答案: : (5) (5) 24UdIL2.2.為準確測量某種型號螺線管的電阻值為準確測量某種型號螺線管的電阻值, ,實驗室準備了如下器材實驗室準備了如下器材A.A.待測螺線管待測螺線管L:L:電阻電阻R RL L約為約為100 100 B.B.滑動變阻器滑動變阻器R:R:全電阻約為全電阻約為20 20 C.C.電流表電流表A A1 1: :量程量程100 mA100 mA, ,內阻約內阻約50 50 D.D.電流表電流表A A2 2: :量程量程0.6 A,0.6 A,內阻約內阻約15 15 E.

20、E.電壓表電壓表V V1 1: :量程量程6 V,6 V,內阻約內阻約4 k4 kF.F.電壓表電壓表V V2 2: :量程量程3 V,3 V,內阻約內阻約2 k2 kG.G.電源電源E:E:電動勢電動勢9 V,9 V,內阻忽略不計內阻忽略不計H.H.開關開關S S一個一個I.I.導線若干導線若干(1)(1)根據所給實驗器材根據所給實驗器材, ,電流表選用電流表選用, ,電壓表選用電壓表選用( (填寫填寫實驗器材前面的字母實驗器材前面的字母).).解析解析: : (1) (1)由于電源電動勢為由于電源電動勢為9 V,9 V,比較兩電壓表量程比較兩電壓表量程, ,為使實驗獲得多為使實驗獲得多組數

21、據組數據, ,宜采用宜采用E(E(可通過滑動變阻器控制可通過滑動變阻器控制, ,使之不超量程使之不超量程),),由于電路中由于電路中電流不超過電流不超過0.06 A,0.06 A,電流表選電流表選C;C;答案答案: : (1)C (1)CE E (2)(2)根據所給器材根據所給器材, ,在方框中設計出實驗原理圖在方框中設計出實驗原理圖. .解析解析: : (2) (2)電阻相對于電壓表為較小電阻電阻相對于電壓表為較小電阻, ,宜采用電流表外接法宜采用電流表外接法, ,滑動變滑動變阻器總阻值較小阻器總阻值較小, ,宜采用分壓式宜采用分壓式, ,電路如圖所示電路如圖所示; ;答案答案: : (2)

22、 (2)見解析見解析 (3)(3)實驗中因電流表有內阻實驗中因電流表有內阻, ,電壓表內阻不是無限大電壓表內阻不是無限大, ,為了消除電表對測為了消除電表對測量結果的影響量結果的影響, ,小明采用了第二種方案小明采用了第二種方案: :先將電壓表先將電壓表V V1 1的量程擴大為的量程擴大為9 V,9 V,他需要給電壓表他需要給電壓表( (填填“串聯串聯”或或“并聯并聯”) )一個電阻一個電阻;他將改裝后的電壓表按圖示電路連接他將改裝后的電壓表按圖示電路連接; ;S S2 2保持斷開保持斷開, ,閉合閉合S S1 1, ,調節調節R R和和R RP P, ,使電流表和電壓表示數合理使電流表和電壓

23、表示數合理, ,記下兩記下兩表示數為表示數為I I1 1,U,U1 1; ;再保持再保持R RP P阻值不變阻值不變, ,閉合閉合S S2 2, ,記下電流表和電壓表示數為記下電流表和電壓表示數為I I2 2,U,U2 2; ;寫出被測電阻寫出被測電阻R RL L= =( (用電表的讀數表示用電表的讀數表示).).答案答案: : (3) (3)串聯串聯 121 22 1U UU IU I3.3.量程為量程為3 V3 V的電壓表的電壓表, ,代號為代號為V,V,其內阻大約為其內阻大約為3 k3 k. .現要求測出該電表現要求測出該電表內阻的準確值內阻的準確值. .實驗室中可提供的器材有實驗室中可

24、提供的器材有: :取值范圍為取值范圍為0.10.19 999.9 9 999.9 的電阻箱的電阻箱, ,代號為代號為Ra,Ra,在本實驗中通過電阻箱的電流不會超過所允許的最在本實驗中通過電阻箱的電流不會超過所允許的最大電流大電流; ;最大電阻為最大電阻為1 000 1 000 、最大電流為、最大電流為0.2 A0.2 A的變阻器的變阻器, ,代號為代號為RbRb; ;開開路電壓約為路電壓約為5 V5 V、內阻可忽略不計的電源、內阻可忽略不計的電源, ,代號為代號為E,E,開關開關, ,代號為代號為S;S;供連供連接用的導線若干條接用的導線若干條. .(1)(1)選用這些器材設計一個易于操作的測

25、量電路選用這些器材設計一個易于操作的測量電路, ,要求畫出線路圖并標出要求畫出線路圖并標出所用器材的代號所用器材的代號. .解析解析: : (1) (1)電路圖如圖所示電路圖如圖所示. .因為因為R Ra a=9 999.9 10 k=9 999.9 10 k, ,沒有符合沒有符合R Ra aR RV V條件條件, ,所以不能用恒流半偏法所以不能用恒流半偏法. .又因為電源內阻又因為電源內阻r=0,r=0,所以供電電所以供電電壓恒定壓恒定, ,可用恒壓半偏法可用恒壓半偏法. .答案答案: :見解析見解析(2)(2)列出測量步驟列出測量步驟, ,并寫出計算電壓表內阻的最后公式并寫出計算電壓表內阻的最后公式. .答案答案: :見解析見解析4 4.(2016.(2016河南鄭州一模河南鄭州一模) )在高中階段在高中階段, ,我們學過很多測量電阻值的方法我們學過很多測量電阻值的方法, ,某興趣小組為了測量某個電阻某興趣小組為了測量某個電阻R Rx x的阻值的阻值, ,設計了如圖設計了如圖(a)(a)所示的電路所示的電路. .同學同學們先用多用電表粗略測量了該電阻的阻值們先用多用電表粗略測量了該電阻的阻值, ,多用電表的示數如圖多用電表的示數如圖(b)(b)所示所示. .然后用如圖然后用如圖(a)(a)所示的電路較為精確地測量了所示的電路較為精確地測