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1、實(shí)驗(yàn)8測(cè)定金屬的電阻率-2-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握螺旋測(cè)微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法。2.掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法。3.會(huì)用伏安法測(cè)電阻,進(jìn)一步測(cè)定金屬絲的電阻率。二、儀器的使用及基本電路的選擇1.螺旋測(cè)微器的使用(1)構(gòu)造:如圖所示,B為固定刻度,E為可動(dòng)刻度。-3-(2)原理:測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm,即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周,F前進(jìn)或后退0.5 mm,而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格,F前進(jìn)或后退0.01 mm,即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm。讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上,因此,螺旋測(cè)微器又叫千分尺。(3

2、)讀數(shù):測(cè)量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm)。如圖所示,固定刻度示數(shù)為2.0 mm,半毫米刻度線未露出,而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為2.0 mm+15.00.01 mm=2.150 mm。-4-2.游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造:主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺。(如圖所示)(2)用途:測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑。(3)原理:利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度,它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm。常見的游標(biāo)

3、卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的,其規(guī)格見下表:-5-(4)讀數(shù):若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù),K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù),則記錄結(jié)果表示為(x+K精確度)mm。3.電流表和電壓表的估讀方法最小分度為1的,估讀到下一位;最小分度為2或5的,估讀到本位。-6-4.伏安法測(cè)電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較-7-(2)滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法的比較 -8-三、實(shí)驗(yàn)原理(如圖所示)根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度和它的直徑d,計(jì)算出橫截面積S,并用伏安法測(cè)出電阻Rx,即可計(jì)算出金屬絲的電阻率。四、實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲,直流電源(4

4、 V),電流表(00.6 A),電壓表(03 V),滑動(dòng)變阻器(050 ),開關(guān),導(dǎo)線若干,螺旋測(cè)微器,毫米刻度尺。-9-五、實(shí)驗(yàn)步驟1.用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑,求出其平均值d。2.連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。3.用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度,反復(fù)測(cè)量三次,求出其平均值l。4.把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。5.閉合開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內(nèi)。-10-六、數(shù)據(jù)處理1.在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法(2)用U-I圖線的斜率求出。2.計(jì)算電阻率-11-七、

5、注意事項(xiàng)1.先測(cè)直徑,再連電路:為了方便,測(cè)量直徑應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量。2.電流表外接法:本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法。3.電流控制:電流不宜過大,通電時(shí)間不宜過長(zhǎng),以免金屬絲溫度過高,導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中變大。八、誤差分析1.若為內(nèi)接法,電流表分壓。2.若為外接法,電壓表分流。3.長(zhǎng)度和直徑的測(cè)量。-12-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)例1(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一薄的金屬圓片的直徑和厚度,讀出圖甲中的示數(shù),該金屬圓片的直徑的測(cè)量值為 cm,厚度的測(cè)量值為 mm。 -13-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)圖乙使用0

6、.6 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表 A,圖中表針示數(shù)是 A;當(dāng)使用3 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表 A,圖中表針示數(shù)為 A。 圖丙使用較小量程時(shí),每小格表示 V,圖中表針的示數(shù)為 V。若使用的是較大量程,則這時(shí)表盤刻度每小格表示 V,圖中表針示數(shù)為 V。 -14-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(3)旋鈕式電阻箱如圖丁所示,電流從接線柱A流入,從B流出,則接入電路的電阻為 。今欲將接入電路的電阻改為2 087 ,最簡(jiǎn)單的操作方法是。若用兩個(gè)這樣的電阻箱,則可得到的電阻阻值范圍為。 答案:(1)1.2401.682(2)0.020.440.12.200.11.700.58.5(3)1 987

7、將“1k”旋鈕調(diào)到2,再將“100”旋鈕調(diào)到0019 998 -15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三解析:(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù),按步驟進(jìn)行一般不會(huì)出錯(cuò),首先確定游標(biāo)卡尺的精度為20分度,即0.05 mm,然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù)12 mm,再從游標(biāo)尺上找出對(duì)得最齊的一條刻線,精度格數(shù)=80.05 mm=0.40 mm,最后兩者相加,根據(jù)題目單位要求換算為需要的數(shù)據(jù),12.00 mm+0.40 mm=12.40 mm=1.240 cm。螺旋測(cè)微器的讀數(shù)1.5 mm+0.0118.2 mm=1.682 mm。(2)使用0.6 A量程時(shí),刻度盤上的每小格為0.02 A,表針示數(shù)為0.44 A;

8、當(dāng)使用3 A量程時(shí),每小格為0.1 A,表針示數(shù)為2.20 A。電壓表使用3 V量程時(shí),每小格表示0.1 V,表針示數(shù)為1.70 V;使用15 V量程時(shí),每小格為0.5 V,表針示數(shù)為8.5 V。-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(3)電阻為1 987 。最簡(jiǎn)單的操作方法是將“1k”旋鈕調(diào)到2,再將“100”旋鈕調(diào)到0,每個(gè)電阻箱的最大阻值是9 999 ,用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是29 999 =19 998 。故用兩個(gè)這樣的電阻箱,可得到的電阻阻值范圍為019 998 。-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三游標(biāo)卡尺的讀數(shù)技巧游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法:“三看”(1)第一看精確度如圖甲所示。甲

9、易錯(cuò)讀成11 mm+40.1 mm=11.40 mm。正確的應(yīng)為11.4 mm,游標(biāo)卡尺不需估讀,后面不能隨意加零,也不能隨意去零。-18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三如圖乙所示。 乙易錯(cuò)讀成10 mm+120.05 mm=10.6 mm,正確的應(yīng)為10.60 mm。(2)第二看游標(biāo)尺上的0刻度線位置,區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端。如圖丙所示。丙易錯(cuò)讀成11 mm+100.05 mm=11.50 mm。正確讀數(shù)為14 mm+100.05 mm=14.50 mm。(3)第三看游標(biāo)尺的哪條(第K條)刻度線與主尺上的刻度線對(duì)齊。-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理例2小張同學(xué)打算測(cè)量某種由合金材料

10、制成的金屬絲的電阻率。待測(cè)金屬絲的橫截面為圓形。實(shí)驗(yàn)器材有毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器、電壓表(內(nèi)阻為幾千歐)、電流表(內(nèi)阻為幾歐)、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、待測(cè)金屬絲及導(dǎo)線若干。(1)用毫米刻度尺測(cè)量其長(zhǎng)度,用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑,結(jié)果分別如圖甲和圖乙所示。由圖可知其長(zhǎng)度L= cm,直徑為D= mm;-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)該同學(xué)計(jì)劃要用圖象法求出電阻的阻值,要求電壓從0開始變化。請(qǐng)將圖丙所示實(shí)物電路圖中所缺部分補(bǔ)全;(3)圖丁是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值描的點(diǎn),由圖求出的電阻值R= 。(保留三位有效數(shù)字)答案:(1)59.400.434(2)

11、如圖所示(3)5.80-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三解析:(1)金屬絲長(zhǎng)度測(cè)量值為59.40 cm;螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為43.40.01 mm=0.434 mm,即金屬絲直徑測(cè)量值為0.434 mm。(2)要求電壓從0開始變化,故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。(3)用直線擬合各數(shù)據(jù)點(diǎn),使直線通過盡量多的點(diǎn),其他點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè),舍棄離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn),直線的斜率表示金屬絲的電阻,故R=5.80 。-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三實(shí)物圖連線的基本原則對(duì)限流式電路,一般是從電源的正極開始,把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器以及測(cè)量電路順次連接起來即可。對(duì)分壓式電路,應(yīng)先將電源、開關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連

12、接起來,然后在滑動(dòng)變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個(gè),依據(jù)電路中電流的流向?qū)y(cè)量電路部分連接起來即可。-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三電阻的測(cè)量方法電阻的測(cè)量方法1.伏安法特點(diǎn):大內(nèi)小外(內(nèi)接法測(cè)量值偏大,測(cè)大電阻時(shí)應(yīng)用內(nèi)接法測(cè)量,測(cè)小電阻時(shí)應(yīng)采用外接法測(cè)量)。-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例3某同學(xué)測(cè)量阻值約25 k的電阻Rx,現(xiàn)備有下列器材:A.電流表(量程100 A,內(nèi)阻約2 k);B.電流表(量程500 A,內(nèi)阻約300 );C.電壓表(量程15 V,內(nèi)阻約100 k);D.電壓表(量程50 V,內(nèi)阻約500 k);E.直流電源(20 V,允許最大電流1 A);F.滑動(dòng)變阻器(最大

13、阻值1 k,額定功率1 W);G.開關(guān)和導(dǎo)線若干。(1)電流表應(yīng)選,電壓表應(yīng)選。(填器材代號(hào))-26-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)該同學(xué)正確選擇儀器后連接了如圖所示電路,為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,并使測(cè)量誤差盡量減小,實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路,指出電路在接線上存在的問題:;。 -27-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三答案:(1)BC(2)電流表應(yīng)采用內(nèi)接法滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法解析:(1)本題中,待測(cè)電阻Rx的阻值約25 k,直流電源電動(dòng)勢(shì)為20 V,經(jīng)粗略計(jì)算電路中的最大電流Imax =800 A,所以電流表選擇B;雖然電壓表C的量程不足,但是相比起來,電壓表D的量程超過太多,讀數(shù)不準(zhǔn),所以電壓表選擇C

14、。(2)由題圖可知,電路在接線上存在的問題為電流表應(yīng)采用內(nèi)接的方法;滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法。-28-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三2.伏伏法若電壓表內(nèi)阻已知,則可將其當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來使用。(1)如圖甲所示,兩電壓表的滿偏電流接近時(shí),若已知V1的內(nèi)阻R1,則可測(cè)出V2的內(nèi)阻R2= R1。(2)如圖乙所示,兩電壓表的滿偏電流IV1IV2時(shí),若已知V1的內(nèi)阻R1,V1并聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可得V2的內(nèi)阻R2= 。-29-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例4用以下器材可測(cè)量電阻Rx的阻值。待測(cè)電阻Rx,阻值約為600 ;電源E,電動(dòng)勢(shì)約為6.0 V,內(nèi)阻可忽略不計(jì);電壓表V1,量程為0500

15、mV,內(nèi)阻r1=1 000 ;電壓表V2,量程為06 V,內(nèi)阻r2約為10 k;電流表A,量程為00.6 A,內(nèi)阻r3約為1 ;定值電阻R0,R0=60 ;滑動(dòng)變阻器R,最大阻值為150 ;單刀單擲開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。(1)測(cè)量中要求兩只電表的讀數(shù)都不小于其量程的 ,并能測(cè)量多組數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖。-30-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)若選擇測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算Rx,則由已知量和測(cè)量物理量計(jì)算Rx的表達(dá)式為Rx=,式中各符號(hào)的意義是。(所有物理量用題中代表符號(hào)表示)答案:(1)測(cè)量電路見解析圖 U1為電壓表V1的讀數(shù),U2為電壓表V2的讀數(shù),r1為電壓表V1的內(nèi)

16、阻,R0為定值電阻-31-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三解析:(1)電路的最大電流為I= =0.01 A,電流表量程太大,可以把電壓表V1并聯(lián)一個(gè)定值電阻改裝成電流表,電壓表選擇V2即可,要求測(cè)量多組數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器需要采用分壓式接法,電路如圖。-32-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三3.安安法若電流表內(nèi)阻已知,則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用。-33-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例5測(cè)定一個(gè)待測(cè)電阻Rx的阻值(阻值約為200 ),實(shí)驗(yàn)室提供如下器材:電池組E:電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì);電流表A1:量程015 mA,內(nèi)阻約為100 ;電流表A2:量程0300 A,內(nèi)阻為1 000 ;滑動(dòng)變阻器R1:阻

17、值范圍020 ,額定電流2 A;電阻箱R2:阻值范圍09 999 ,額定電流1 A;開關(guān)S、導(dǎo)線若干。要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量Rx的阻值,請(qǐng)回答下列問題:(1)為了測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓,可以將電流表(填寫器材代號(hào))與電阻箱串聯(lián),并將電阻箱阻值調(diào)到 ,這樣可以改裝成一個(gè)量程為3.0 V的電壓表。 -34-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)在圖甲中畫完整測(cè)量Rx阻值的電路圖,并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)。-35-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,兩表的示數(shù)如圖乙所示,可讀出電流表A1的示數(shù)是 mA,電流表A2的示數(shù)是 A,測(cè)得待測(cè)電阻Rx的阻值是。本次測(cè)量存在一定的系統(tǒng)誤差,考慮這個(gè)原因測(cè)

18、量值比真實(shí)值(填“偏大”或“偏小”)。 -36-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三答案:(1)A29 000(2)電路如圖(3)8.015018.75 偏小-37-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三解析:(1)把A2和R2串聯(lián)起來充當(dāng)電壓表,此電壓表量程為3 V,(2)R1的阻值較小,故采用分壓接法。A1和Rx相差不大,A1采用外接法,電路圖見答案。(3)由題圖乙可知,電流表A1的示數(shù)為8.0 mA,電流表A2的示數(shù)是150 A,待測(cè)電阻阻值Rx= =187.5 。采用電流表外接法,故測(cè)量的電流值偏大,因此測(cè)量的電阻偏小。-38-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三4.半偏法測(cè)電表內(nèi)阻(1)恒流半偏:合上開關(guān)S1,調(diào)節(jié)R1,

19、使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。再合上開關(guān)S2,保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不動(dòng),調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。當(dāng)R1R2時(shí),可認(rèn)為合上S2后,整個(gè)電路的電阻幾乎沒有發(fā)生改變,即總電流幾乎沒有發(fā)生改變,故可近似認(rèn)為RA=R2。-39-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)恒壓半偏:合上S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。再斷開開關(guān)S2,保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不動(dòng),調(diào)節(jié)R2的阻值,使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。當(dāng)R1R2時(shí),可認(rèn)為斷開S2后,整個(gè)電路的電阻幾乎沒有發(fā)生改變,即從分壓器分出的電壓幾乎沒有發(fā)生改變,故可近似認(rèn)為RV=R2。-40-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例

20、6電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:待測(cè)電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻約為3 000 ),電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 ),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100 ,額定電流2 A),電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻不計(jì)),開關(guān)2個(gè),導(dǎo)線若干。-41-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補(bǔ)充完整。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路,寫出實(shí)驗(yàn)步驟: 。 (3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV,與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比,RV(選填“”“=”或“理由見解析 -42-命題點(diǎn)一

21、命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三解析:(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在支路分壓最小;閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的指針滿偏;保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏,讀取電阻箱的電阻值,此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻。(3)斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài),電壓表所在支路總電阻增大,分得的電壓也增大,此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,RVRV。-43-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三5.等效法測(cè)電阻如圖所示,先讓待測(cè)電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動(dòng)勢(shì)恒定的電源上,讀出電流表示數(shù)I;然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上,調(diào)節(jié)電

22、阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)仍為I,則電阻箱的讀數(shù)即等于待測(cè)電阻的阻值。-44-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例7電流表A1的量程為0200 A、內(nèi)電阻約為500 ,現(xiàn)要測(cè)其內(nèi)阻,除若干開關(guān)、導(dǎo)線之外還有器材如下:電流表A2:與A1規(guī)格相同;滑動(dòng)變阻器R1:阻值020 ;電阻箱R2:阻值09 999 ;保護(hù)電阻R3:阻值約為3 k;電源:電動(dòng)勢(shì)E約1.5 V、內(nèi)阻r約2 。(1)如圖所示,某同學(xué)想用替代法測(cè)量電流表內(nèi)阻,他設(shè)計(jì)了部分測(cè)量電路,在此基礎(chǔ)上請(qǐng)你將滑動(dòng)變阻器接入電路中,使實(shí)驗(yàn)可以完成。-45-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)電路補(bǔ)充完整后,請(qǐng)你完善以下測(cè)量電流表A1內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)步驟。a.先將滑

23、動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)端移到使電路安全的位置,再把電阻箱R2的阻值調(diào)到(填“最大”或“最小”)。 b.閉合開關(guān)S1、S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,使兩電流表的指針在滿偏附近,記錄電流表A2的示數(shù)I。c.斷開S1,保持S閉合、R1不變,再閉合S2,調(diào)節(jié)電阻箱R2,使電流表A2的示數(shù),讀出此時(shí)電阻箱的示數(shù)R2,則電流表A1內(nèi)阻r=。 -46-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三答案:(1)見解析圖(2)a.最大c.再次為I(或仍為I)R2解析:(1)滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電流表內(nèi)阻,因此必須采用分壓接法,電路圖如圖所示。(2)a.實(shí)驗(yàn)前R2應(yīng)該調(diào)節(jié)到最大,以保證電表安全;c.替代法最簡(jiǎn)單的操作是讓A2示數(shù)不變,則可

24、直接從R2的讀數(shù)得到電流表的內(nèi)阻值。-47-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三6.比較法測(cè)電阻如圖所示,讀得電阻箱R1的阻值及A1、A2的示數(shù)I1、I2,如果考慮電流表內(nèi)阻的影響,則I2(Rx+RA2)=I1(R1+RA1)。-48-1.某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙所示,則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為 cm和 mm。 -49-答案:60.104.20解析:用毫米刻度尺測(cè)量時(shí),讀數(shù)應(yīng)讀到分度值的下一位,即長(zhǎng)度測(cè)量值為60.10 cm;題圖乙中游標(biāo)卡尺為五十分度游標(biāo)卡尺,精確度為0.02 mm,主尺讀數(shù)為4 mm,游標(biāo)尺第10條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊,故游標(biāo)尺讀數(shù)為100.02 mm=0.2

25、0 mm,所以金屬桿直徑測(cè)量值為4.20 mm。-50-2.(2016全國卷)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量量程為2.5 V 的電壓表V的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99 999.9 ),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50 ),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5 k),直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V),開關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干。圖(a) -51-實(shí)驗(yàn)步驟如下:按電路原理圖(a)連接線路;將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置,閉合開關(guān)S;調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表滿偏;保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數(shù)為2.00 V,記下電阻箱

26、的阻值。-52-回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器(填“R1”或“R2”)。 (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線。-53-(3)實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變,計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留到個(gè)位)。 (4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為(填正確答案標(biāo)號(hào))。 A.100 AB.250 A C.500 A D.1 mA答案:(1)R1(2)如圖所示(3)2 520(4)D -54-解析:(1)滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,滑動(dòng)變阻器總阻值越小,當(dāng)被測(cè)電路的電阻變化時(shí),分壓電路輸出電壓的

27、影響越小,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1。(2)注意電源的正負(fù)極和電表的正負(fù)極之間的關(guān)系。(3)電壓表和電阻箱的分壓關(guān)系為20.5,當(dāng)電阻箱阻值為630.0 時(shí),電壓表內(nèi)阻應(yīng)為其阻值的4倍,即2 520 。(4)電壓表的滿偏電壓為2.5 V,電阻為2 520 ,所以滿偏電流為-55-3.(2016浙江卷)某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻,現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 k的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表。采用分壓電路接線,圖1是實(shí)物的部分連線圖,待測(cè)電阻為圖2中的R1,其阻值約為5 。圖1 圖2 -56-(1)測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接(填“a”或“b”)、導(dǎo)線連接(填“c”或“d”

28、)。 (2)正確接線測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表,用作圖法求得R1的阻值為。 (3)已知圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體,R2的邊長(zhǎng)是R1的 ,若測(cè)R2的阻值,則最優(yōu)的連線應(yīng)選(填選項(xiàng))。 A.連接a,連接cB.連接a,連接dC.連接b,連接cD.連接b,連接d-57-答案:(1)ad(2)作圖見下,4.44.7(3)B-58-器采用分壓接法,導(dǎo)線接a,導(dǎo)線接d。(2)作圖時(shí)用一條直線連接,應(yīng)讓盡可能多的點(diǎn)分布在直線上,連不到直線的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè),如答案圖所示。由圖中讀數(shù),可得-59-4.(2017全國卷)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100 A,內(nèi)阻大

29、約為2 500 )的內(nèi)阻。可使用的器材有:兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20 ,另一個(gè)阻值為2 000 );電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 );電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片。-60-(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線。(2)完成下列填空:R1的阻值為 (填“20”或“2 000”)。 為了保護(hù)微安表,開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動(dòng)變阻器的(填“左”或“右”)端對(duì)應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。 將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D

30、的位置,最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢(shì)(填“相等”或“不相等”)。 -61-將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測(cè)微安表的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留到個(gè)位)。 圖(b)(3)寫出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議: 。 -62-答案:(1)連線如圖(2)20左相等2 550(3)調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程-63-解析:(1)略(2)R1在電路中具有分壓作用,應(yīng)選阻值為20 的小電阻。為了保護(hù)微安表,開始時(shí)讓微安表兩端的電壓為零,所以開始時(shí)將R1的

31、滑片滑到左端。由題可知,S2接通前后微安表的示數(shù)保持不變,故電路中BD導(dǎo)線在S2接通前后通過的電流均為零,所以B、D點(diǎn)在S2接通前后的電勢(shì)相等。由于BD間導(dǎo)線也沒有電流通過,在(3)本實(shí)驗(yàn)需要觀察微安表的示數(shù)是否變化,微安表的示數(shù)越大,觀察誤差越小,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)R1讓微安表接近滿量程,能提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度。-64-5.(2017江西南昌一模)某學(xué)生用如圖甲所示電路測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻率,可供使用的器材有被測(cè)金屬導(dǎo)線ab,電阻約10 ,導(dǎo)線允許流過的最大電流為0.8 A;穩(wěn)恒電源;電源輸出電壓恒為E=12 V;電壓表V,量程為03 V,內(nèi)阻約5 k;保護(hù)電阻R1=10 ,R2=30 ,R3=2

32、00 ;刻度尺;螺旋測(cè)微器;開關(guān)S;導(dǎo)線若干等。實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟如下:用刻度尺量出導(dǎo)線ab的長(zhǎng)度l,用螺旋測(cè)微器測(cè)出導(dǎo)線的直徑d。按如圖甲所示電路將實(shí)驗(yàn)所需器材用導(dǎo)線連接好。-65-閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片P,測(cè)出aP長(zhǎng)度x,讀出電壓表的示數(shù)U。描點(diǎn)作出U-x曲線,求出金屬導(dǎo)線的電阻率。完成下列填空:乙(1)由螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑d,其示數(shù)如圖乙所示,該金屬導(dǎo)線的直徑d= mm。 (2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)既要保證安全,又要測(cè)量誤差較小,保護(hù)電阻R應(yīng)選。 -66-(3)根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)出的aP長(zhǎng)度x和對(duì)應(yīng)每次實(shí)驗(yàn)讀出的電壓表的示數(shù)U作出的U-x圖線如圖丙所示,其中圖線的斜率為k,則金屬導(dǎo)線的電阻率=。(用實(shí)驗(yàn)器材中給出的物理量字母和實(shí)驗(yàn)步驟中測(cè)出的物理量字母表示)-67-解析:(1)d=0.5 mm+0.0137.0 mm=0.870 mm。(2)已知被測(cè)金屬導(dǎo)線允許流過的最大電流Imax=0.8 A,則要測(cè)量誤差較小,應(yīng)選電阻R2。(3)設(shè)金屬導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為R0,當(dāng)x長(zhǎng)度的導(dǎo)線兩端電壓為U