实验：测定金属的电阻率

实验：测定金属的电阻率●实验目的1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法．2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法．3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．2．螺旋测微器(1)构造：如图实－7－2所示，S为固定刻度，H为可动刻度．

(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为0.01mm.(3)读数：①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)③如图实所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2．0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.

3．电阻率的测定原理把金属丝接入如图实所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据Rx＝U/I计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx＝ρl/S，得出计算金属丝电阻率的公式4．电流表的内接法和外接法的比较●实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干．●注意事项1．测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属线的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行．2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法．3．开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大．4．电流不宜太大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长．5．实验连线时，应先从电源的正极出发，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的两端．1．①某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图实－7－14所示，则它们的读数依次是________mm、________A、________V.②已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20kΩ，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E＝4.5V，内阻较小．则以下电路图实－7－15中，________(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏________(选填“大”或“小”)．③若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0Ω，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的________(选填字母代号)电路．此时测量电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx＝________(用题中字母代号表示)．2、(2013•广东高考)是测量电阻Rx的原理图．学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm.①根据原理图连接图实－7－6(b)的实物图．②断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0V时，单位长度电阻丝的电压u＝________V/cm.记录此时电流表A1的示数．③保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L和A2的示数I.测量6组L和I值，测量数据已在图实－7－6(c)中标出，写出Rx与L、I、u的关系式Rx＝____________；根据图(c)用作图法算出Rx＝________Ω.描绘小电珠的伏安特性曲线

●实验目的1．描绘小电珠的伏安特性曲线．2．分析伏安特性曲线的变化规律．●实验原理1．用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测得多组(U、I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来，分析小电珠的伏安特性．2．电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大．3．滑动变阻器的限流接法和分压接法．方式内容限流接法分压接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围0≤U≤E电压能从零开始连续变化分压接法调节范围大负载R上电流调节范围分压接法调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件●实验器材小电珠、电压表与电流表、滑动变阻器、学生低压直流电源(或电池组)、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．1、电流表外接法：灯泡电阻小2、分压电路：调压范围广一、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按如图实－8－1所示的原理图连接好实验电路．

2．把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S.3．移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S.4.拆除电路，整理仪器．U/V00.20.40.60.81.01.2I/A

U/V1.62.02.42.83.23.63.8I/A

二、数据处理1．在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系．2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．3．将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．1、某同学用图甲所示电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡的I－U图线，并研究小灯泡的实际功率与所加电压的关系．

(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图实乙中的实物图连成完整的实验电路．(2)开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器R的滑片应置于____(填“a端”、“b端”或“ab的正中间”)．(3)根据实验数据，画出的小灯泡的I－U图线如图所示，由此可确定小灯泡在电压为2.5V时的实际功率为________(保留三位有效数字)．

(4)已知小灯泡灯丝在27℃时的电阻是1.5Ω，并且其阻值与灯丝温度的关系为R＝k(273＋t℃)，k为比例常数，根据I－U图线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝温度约为________℃.2、从下表中选出所示适当的实验器材，测量小电珠的伏安特性曲线，得到如图的I－U图线．器材(代号)规格电流表(A1)电流表(A2)电压表(V1)电压表(V2)滑动变阻器(R0)电池(E)开关(S)导线若干量程0～0.6A，内阻1Ω量程0～3A，内阻1Ω量程0～3V，内阻约2kΩ量程0～15V，内阻约10kΩ阻值0～25Ω电动势6V，内阻不计

(1)在如图实－8－8所示的I－U图线中，A到B过程中小电珠电阻改变了________Ω.(2)测量电路中电流表应选用________(填代号)，电压表应选用________(填代号)，电流表应采用________(选填“内”或“外”)接法．(3)在图示虚线框中用笔补画完整实验电路图，要求变阻器滑片右移时，小电珠两端电压变大．2．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧．实验中得到了多组数据，通过描点连线在I－U坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图实－8－10甲所示．(1)在虚线框中画出实验电路原理图，并在图实－8－10乙中用笔画线代替导线连接电路按电路原理图连接实物图(2)根据图甲可确定小灯泡的功率P与U2及P与I2的关系，下列示意图中合理的是________．(3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图实－8－10丙所示的电路，电源电动势为6.0V，内阻为1.0Ω.若电路中的电流为0.40A，则定值电阻R所消耗的电功率为________W.实验九测定电源的电动势和内阻●实验目的1．测定电源的电动势和内阻．2．掌握用图象法求电动势和内阻．●实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律．2．实验电路：如图实－9－1●实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔．●实验过程一、实验步骤1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按实验电路图连接好电路．2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)．用同样方法测量几组I、U值．填入表格中．锦囊妙诀：滑动变阻为外电阻，列表记录两表读数，电压变化便于作图，U轴起点要看清楚，求解E、r要用U－I图．4．断开开关，拆除电路，整理好器材．1、(2014·北京高考改编)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是图实－9－4中的________(选填“甲”或“乙”)．(2)现有电流表(0～0.6A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(0～15V)

B．电压表(0～3V)C．滑动变阻器(0～50Ω) D．滑动变阻器(0～500Ω)实验中电压表应选用_____；滑动变阻器应选用______．(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图实－9－5的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线．序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势

E＝________V，内电阻r＝________Ω.2．(2014·潍坊联考)一同学要测量某电池的电动势E和内阻r，实验器材如下：A．电压表V1(量程3V，内阻约为3kΩ)B．电压表V2(量程1.5V，内阻约为2kΩ)C．定值电阻R0，阻值为5ΩD．滑动变阻器R，最大阻值10ΩE．导线和开关(1)根据图实－9－15甲所示实验电路，在图实－9－15乙中完成实物电路的连接．(2)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，绘出U1－U2图象如图实－9－16所示，则电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.实验十练习使用多用电表

●实验目的1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法．2．会使用多用电表测电压、电流及电阻．3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件．(1)按如图实－10－3甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．

(2)按如图实－10－3乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．5．用多用电表测电阻的步骤(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度．(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度，然后断开表笔，再使指针指向∞刻度处．(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较．(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零．(5)再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．(1)如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104

Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(填“×10”、“×100”或“×1k”)．(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA；当选用量程为250mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.(3)当选用量程为10V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________V.2．如图实－10－10甲所示的实验电路．(1)为了粗测“2.5V

0.6W”小电珠的电阻，必须将开关________断开．把多用电表选择开关旋转到“×______”挡，进行欧姆调零后，将红、黑表笔分别与小电珠两极相接触，测得小电珠的阻值如图实－10－10乙所示，其读数为________Ω.(2)将选择开关置于直流电压挡，闭合S1、S2，此时测得的是________两端的电压．(3)为了测量流经小电珠的电流，应将选择开关置于直流电流挡，闭合开关________，断开开关________，然后将红、黑表笔分别接在S2的左、右接线柱上．3．(2013•新课标全国卷Ⅱ)某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按图实－10－17(a)所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：(1)根据图实－10－17(a)所示的电路，在图实－10－17(b)所示的实物图上连线．(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)．(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．(4)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝_____________Ω.(结果取3位有效数字)练习1、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7－4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7－4乙所示，图中读数为________mm.(2)采用图7－5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“偏小”)．最后由公式ρ＝________计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)．练习2、有一个小电珠上标有“4V

2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的U－I图线，有下列器材供选用：A．电压表(0～5V，内阻10kΩ)B．电压表(0～10V，内阻20kΩ)C．电流表(0～0.3A，内阻1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.4Ω)E．滑动变阻器(5Ω，10A)F．滑动变阻器(500Ω，0.2A)(1)实验中电压表应选用______，电流表应选用_______．(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽量减小，要求电压