(有解析)实验：测金属丝的电阻率

1、第11页共11页实验：测金属丝的电阻率【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口额定电流约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 0.05 日）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 mm.-器至一一feL_-£_-=-k七苣（均填器材（2）若滑动变阻器采用

2、限流式接法，为使测量尽量精确，电流表应选 代号），在虚线框中完成电路原理图.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+ 27.4X0.01 mm= 1.774 mm.（2）在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，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 E1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

3、的长度1,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 QB.电压表015 V,内阻50 k QC.电流表 00.6 A,内阻0.05 QD.电流表03 A,内阻0.01 QE.滑动变阻器，010 QF.滑动变阻器，0100 Q,滑动变阻器应选要求较准确地测出其阻值，电压表应选 ,电流表应选.(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

4、2: (3)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尸.d2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法(3)胃解析(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5Q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;

5、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 的滑动变阻器E.由R=t可得：尸工考点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

6、Q）E.开关、导线等（1）从图中读出金属丝的直径为 mm.（2）根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图.（3）若根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx= 4.0R则这种金属材料的电阻率为 Q 保留两位有效数字）.答案 （1）0.600（2）如图所示(3)1.6 X 10 6解析（3）由R=占得产 1.6X 10 6 Q - m.RS jRxd2 心-P= =41 -,将 Rx= 4.0 、l= 0.720 m、d= 0.600 mm = 0.600X 10 m 代入得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 Q,实验室备有下列实验器材：A.电压表 （量程03 V,

7、内阻约为15 k Q）B.电压表 （量程015 V,内阻约为75 k Q）C.电流表（量程03 A,内阻约为0.2 Q）D.电流表卷（量程00.6 A,内阻约为1 Q）E.变阻器 R1（0100 Q 0.6 A）F.变阻器 R2（02 000 p 0.1 A）G.电池组E（电动势为3 V,内阻约为0.3 Q）H.开关S,导线若1 (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

8、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 mm,电阻值为 Q.答案 (1)ADEGH (2)乙实物图见解析(3)0.637(0.636 0.638 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 ，电路中的最大电流约为1 = 5 =3 5A = 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.(2)由于RV詈，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. Rx Ra(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.637 mm,从电压

9、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的电流为0.50 A,被测金属丝的阻值为Rx=Ux1.20Ix0.50Q = 2.4Q.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】1.12013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 。【A; d=11mm+0.05mm x 6=11.30mm 】I lll|ll lllII Illi 1111W 202.在测定金属的电阻率实验

10、中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为mm 。0.617mm 3.12012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 。【1.773 4.12014 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（a）和图（b）所示。111111mm ,长度为由上图读得圆柱体的直径为cm.【1.843mm;4.240cm（化单位的时候注意有效数字）5.12014 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， 若流经圆柱体的电流为 I,圆柱体两端之间的电压为

11、 U,圆柱体的直径和长度分别为 D、L,测得D、L、I、U表示的电阻率白关系式为p =R*二器1二制为 I jjjfiTrj-4- H= 1 jK-J-Sn itjf ；由里的可物.卡尺主尺示*为比如小，US标尺示Ifttrfm脩,跳标因尺示效为42mrj+IL JDrrji - JJ.-Jthnan1 1.2JOr rn ；H ) XMWdflik甑,M :“酒=。CL-=j- J悔得:产士二-11L门谷些L ： ： ： J1:L : . . ： 4IL6.12012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 ，额定电流约0.5A）;电压表：V （量

12、程3V,内阻约3KQ）;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处电源：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20Q）;螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S;导线。、电源应选（均填器材代号）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：AiEi电路图如图考点：仪器的选取（电流表、电源） 、

13、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。(2)采用图丙所示的电路测量金属丝的电阻，则金属丝电阻的测量值比真实值(选填 偏大”或 褊小" J最后由公式 计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表 示)。丙(1) 3112*24.14, 0. 5180. 519; (2> 偏小， 考

14、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8.12012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(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；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R1不变，调节R2,使电流表示数仍为I0,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

15、(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9.12014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1.7 10 8 m ,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。Rx R0可供使用的器材有:电流表：量程0.6A ,内阻约为0.2滑动变阻器R1：最大阻值5滑动变阻器R2：最大阻值20定值电阻：R0=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“ R1 应

16、将滑片移至 端（填" a”或" b”）.（2）在实物图（见答题卡）中，已正确连接了部分导线, 路完成剩余部分的连接。图乙或“R2”），闭合开关S前请根据图甲电（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压所示，读数为 V.（4）导线实际长度为 m （保留2位有效数字）表示数如图乙电压表：量程3v ,内阻约9KR的部分应该【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，再计算接入电路中为多大。根据伏安法测出的电阻为 Rx和R0的总和。(1)被测电阻的阻值约为Rx- 1.7 10 8100 61.7 ，而电路中最大电流为Im=0.6A,所以电s1.0

17、 106E 6路中总电阻的取小值为R 10 ，则滑动变阻器的阻值最小为R动=R-R-R0=5.3 ，故滑动变阻Im 0.6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】(2)电路连接如图所示电压表的读数为 2.30V o(4)被测电阻的测量值为 Rx Up R, Rx；,代入数据，解得导线的实际长度为l=94m答案：(1)R2 a (2)见解析 (3)2.30(4)94【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

18、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)10.12012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淇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).（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组（电动势3V,内阻约1Q）电流表（内阻约0.1 、）电压表（内阻约3k 滑动变阻器 R（020 藏定电流2A）、开关、导线若干.某小

19、组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实3测量记录数据如下次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx采用的是 （选填 甲"或 乙”缸（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（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图丁中标出第2、4、6次