實驗七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)考綱解讀1.掌握螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法.2.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.3.會用伏安法測電阻，并能測定金屬絲的電阻率一、螺旋測微器的使用1構(gòu)造：如圖1所示，B為固定刻度，E為可動刻度圖12原理：測微螺桿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(xiàn)前進或后退0.5 mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進或后退0.01 mm，即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺3讀數(shù)：(1)測量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出(2)測量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)(3)如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，半毫米刻度線未露，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm.圖2二、游標卡尺1構(gòu)造：主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺(如圖3所示)圖32用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑3原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm的差值精確度(可準確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達為(xK×精確度)mm.三、常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或電流值，然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可(1)03 V的電壓表和03 A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1 V或0.1 A，看清楚指針的實際位置，讀到小數(shù)點后面兩位(2)對于015 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位，即讀到0.1 V.(3)對于00.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A.基本實驗要求1實驗原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測量出金屬絲的長度和它的直徑d，計算出橫截面積S，并用伏安法測出電阻Rx，即可計算出金屬絲的電阻率2實驗器材被測金屬絲，直流電源(4 V)，電流表(00.6 A)，電壓表(03 V)，滑動變阻器(50 )，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，毫米刻度尺3實驗步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.(2)接好用伏安法測電阻的實驗電路(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復(fù)測量三次，求出其平均值l.(4)把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置(5)改變滑動變阻器滑片的位置，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)(6)將測得的Rx、l、d值，代入公式Rx中，計算出金屬絲的電阻率4電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值R測RxRA>Rx測量值大于真實值R測<Rx測量值小于真實值適用條件RARxRVRx規(guī)律方法總結(jié)1伏安法測電阻的電路選擇(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法(2)臨界值計算法Rx<時，用電流表外接法；Rx>時，用電流表內(nèi)接法(3)實驗試探法：按圖4接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù) 圖4有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法2注意事項(1)先測直徑，再連電路：為了方便，測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量(2)電流表外接法：本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法(3)電流控制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大3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)長度和直徑的測量考點一測量儀器、儀表的讀數(shù)例1(1)如圖5所示的三把游標卡尺，它們的游標尺從上至下分別為9 mm長10等分、19 mm長20等分、49 mm長50等分，它們的讀數(shù)依次為_mm，_mm，_mm.(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖6所示，則金屬絲的直徑是_mm.圖5圖6(3)圖7使用0.6 A量程時，對應(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，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_A.圖8使用較小量程時，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，則這時表盤刻度每小格表示_V，圖中表針示數(shù)為_ V.圖7圖8(4)旋鈕式電阻箱如圖9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 ，最簡單的操作方法是_若用兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為_圖9解析(1)最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1 mm0.7 mm，最后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7 mm.中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05 mm0.85 mm，最后結(jié)果是23 mm0.85 mm23.85 mm.最下面圖讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是9×0.02 mm0.18 mm，最后結(jié)果是3 mm0.18 mm3.18 mm.(2)固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從可動刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)：2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm.(3)使用0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0.44 A；當(dāng)使用3 A量程時，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A.電壓表使用3 V量程時，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時，每小格為0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V.(4)電阻為1 987 .最簡單的操作方法是將“×1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0.每個電阻箱的最大阻值是9 999 ，用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2×9 999 19 998 .故用兩個這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為019 998 .答案(1)17.723.853.18(2)2.150(3)0.020.440.12.200.11.700.58.5(4)1 987將“×1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0019 998 游標卡尺的讀數(shù)應(yīng)注意以下幾點：(1)看清精確度例如(圖10)圖10易錯成(114×0.1) mm11.40 mm正確的應(yīng)為11.4 mm，游標卡尺不需估讀，后面不能隨意加零例如(圖11)圖11易錯成(1012×0.05) mm10.6 mm，正確的應(yīng)為10.60 mm.(2)主尺上的單位應(yīng)為厘米主尺上標識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時應(yīng)將毫米和厘米分清，游標卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.例如(圖12)圖12易錯成(54×0.05) mm5.20 mm，正確的應(yīng)為(504×0.05) mm50.20 mm(3)區(qū)分零刻度與標尺最前端例如(圖13)圖13易錯成(1310×0.05) mm13.50 mm正確讀數(shù)為(1410×0.05) mm14.50 mm考點二對實驗操作及實驗數(shù)據(jù)處理的考查例2(2012·北京理綜·21)在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm.(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖14所示，其讀數(shù)應(yīng)為_mm(該值接近多次測量的平均值)圖14(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為：電池組(電動勢3 V，內(nèi)阻約1 )、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用圖15中的_圖(選填“甲”或“乙”)圖15(3)圖16是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端請根據(jù)(2)所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞圖16(4)這個小組的同學(xué)在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖17所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標點請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出UI圖線由圖線得到金屬絲的阻值Rx_(保留兩位有效數(shù)字)圖17(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(填選項前的符號)A1×102 ·m B1×103 ·mC1×106 ·m D1×108 ·m(6)任何實驗測量都存在誤差本實驗所用測量儀器均已校準，下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項是_(有多個正確選項)A用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差D用UI圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差答案(1)0.398(0.3950.399均正確)(2)甲(3)見解析圖(4)見解析圖4.4(4.34.7均正確)(5)C(6)CD解析(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0 mm39.8×0.01 mm0.398 mm.(2)由實驗記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5 .由題知RxRV，故電流表外接若滑動變阻器接為限流的形式，則Rx兩端電壓的最小值UminE0.6 V，而從實驗數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓可為0.10 V，因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓的形式(3)如圖所示(4)選盡可能多的點連成一條直線，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，如圖所示圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx4.4 .(5)根據(jù)Rx得金屬絲的電阻率 ·m1.09×106 ·m，故選項C正確，選項A、B、D錯誤(6)由讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項A錯誤；由電流表、電壓表內(nèi)阻引起的誤差為系統(tǒng)誤差，若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，則可以消除系統(tǒng)誤差，選項B錯誤，選項C正確；利用UI圖象處理數(shù)據(jù)，相當(dāng)于多次測量取平均值，可以減小偶然誤差，選項D正確考點三對測電阻的方法的考查例3實際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)測量實際電流表G1的內(nèi)阻r1的電路如圖18所示供選擇的儀器如下：圖18待測電流表G1(05 mA，內(nèi)阻約300 )；電流表G2(010 mA，內(nèi)阻約100 )；定值電阻R1(300 )；定值電阻R2(10 )；滑動變阻器R3(01 000 )；滑動變阻器R4(020 )；干電池(1.5 V)；電鍵S及導(dǎo)線若干(1)定值電阻應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_(在空格內(nèi)填寫序號)(2)用線條在圖19中把實物圖補充連接完整圖19(3)補全實驗步驟：按電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑動觸頭移至最_端(填“左”或“右”)；閉合電鍵S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2；以I2為縱坐標，I1為橫坐標，作出相應(yīng)圖線，如圖20所示圖20(4)根據(jù)I2I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達式_解析(1)根據(jù)所給電路圖知，定值電阻應(yīng)與G1并聯(lián)，再與G2串聯(lián)，由于R210 ，與G1、G2內(nèi)阻相差太多，因此不選R2，而選用R1300 ；同時從題圖I2I1圖象知，I2、I1要有多組數(shù)據(jù)才能描點連線畫I2I1圖象，因此滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法；為方便調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選較小的R4.(3)將滑動變阻器的滑動觸頭移至最左端時，加在G1、G2上的電壓為零(4)由電路圖可知：(I2I1)R1I1r1，變形可得I2I1(1)，即I2I1圖線的斜率k1，所以r1(k1)R1.答案(1)(2)如圖所示(3)左(4)r1(k1)R11.儀器選擇的基本思路(1)優(yōu)先考慮安全因素各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)實際處理過程中，需要估算回路中的最大電流(一般假設(shè)滑動變阻器采用限流接法時進行估算)如：用伏安法作出標有“6 V,0.6 W”字樣的小燈泡的UI圖象，而實際加在小燈泡兩端的電壓的最大值不能超過6 V.(2)考慮讀數(shù)誤差因素一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的，以減小讀數(shù)誤差(3)儀器選擇的一般步驟首先選擇唯一性的器材；粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材2處理實驗圖象題目的方法(1)根據(jù)題給實驗原理與規(guī)律，嘗試寫出表示圖象縱、橫坐標物理量的函數(shù)關(guān)系式(2)結(jié)合函數(shù)關(guān)系式，找出圖象的斜率、截距對應(yīng)的數(shù)值或表達式，進而求出未知量電阻測量方法薈萃1伏安法：電路圖特點：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻應(yīng)用內(nèi)接法測量)2安安法若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來使用(1)如圖21甲所示，當(dāng)兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知的內(nèi)阻R1，則可測得的內(nèi)阻R2.(2)如圖乙所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2UA1時，串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得的電阻R2.圖213伏伏法若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來使用(1)如圖22甲所示，兩電表的滿偏電流接近時，若已知的內(nèi)阻R1，則可測出的內(nèi)阻R2R1.(2)如圖乙所示，兩電表的滿偏電流IV1IV2時，并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2.圖224比較法測電阻如圖23所示，測得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2，可得Rx.圖23如果考慮電表內(nèi)阻的影響，則I1(RxRA1)I2(R1RA2)5半偏法測電流表內(nèi)阻電路圖如圖24所示圖24步驟：a斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使表滿偏為I0；b保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使表讀數(shù)為；c由上可得RAR.特別提醒當(dāng)R0RA時，測量誤差小，此方法比較適合測小阻值的電流表的內(nèi)阻，且阻值的測量值偏?。浑娫措妱觿輵?yīng)選大些的，這樣表滿偏時R0才足夠大，閉合S2時總電流變化才足夠小，誤差才小.38等效替代法測電阻 如圖25所示，先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，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)即等于待測電阻的阻值例4(2012·廣東理綜·34(1)某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率，需要圖25測量圓柱體的尺寸和電阻分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)分別如圖26(a)、(b)所示，長度為_ cm，直徑為_ mm.圖26按圖(c)連接電路后，實驗操作如下(a)將滑動變阻器R1的阻值置于最_處(填“大”或“小”)；將S2撥向接點1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0.(b)將電阻箱R2的阻值調(diào)至最_(填“大”或“小”)，S2撥向接點2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時R2阻值為1 280 .由此可知，圓柱體的電阻為_.解析長度l5.0 cm1× mm5.01 cm；直徑d5 mm31.5× mm5.315 mm.(a)為保護電路使電路中電流不會超出電流表量程，應(yīng)將滑動變阻器接入電路的阻值置于最大處(b)為使電路中電流較小，使電流表示數(shù)逐漸變大，電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大將S1閉合，S2撥向接點1時，其等效電路圖如圖甲所示甲乙將S2撥向接點2時，其等效電路圖如圖乙所示由閉合電路歐姆定律知I，當(dāng)兩次I相同均為I0時，R2R圓柱體，所以R圓柱體1 280 .答案5.015.315(a)大(b)大1 2801(2012·課標全國·22)某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度該螺旋測微器校零時的示數(shù)如圖27(a)所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖(b)所示圖(a)所示讀數(shù)為_mm，圖(b)所示讀數(shù)為_ mm，所測金屬板的厚度為_mm.圖27答案0.0106.8706.860解析題圖(a)的讀數(shù)為1.0×0.01 mm0.010 mm.題圖(b)的讀數(shù)為6.5 mm37.0×0.01 mm6.870 mm，故金屬板的厚度d6.870 mm0.010 mm6.860 mm.2在“測定金屬的電阻率”的實驗中，以下操作錯誤的是()A用米尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C用伏安法測電阻時采用電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值D實驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變答案AC解析實驗中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度，而不是全長；金屬絲的電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使金屬絲與電壓表并聯(lián)，電壓表對它的分流作用很小，應(yīng)采用電流表外接法，故A、C操作錯誤3(2012·山東理綜·21(2)在測量金屬絲電阻率的實驗中，可供選用的器材如下：待測金屬絲：Rx(阻值約4 ，額定電流約0.5 A)；電壓表：V(量程3 V，內(nèi)阻約3 k)；電流表：A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 )；A2(量程3 A，內(nèi)阻約0.05 )；電源：E1(電動勢3 V，內(nèi)阻不計)；E2(電動勢12 V，內(nèi)阻不計)；滑動變阻器：R(最大阻值約20 )；螺旋測微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖28所示，讀數(shù)為_mm.圖28若滑動變阻器采用限流接法，為使測量盡量精確，電流表應(yīng)選_，電源應(yīng)選_(均填器材代號)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖答案1.773(1.7711.775均正確)A1E1電路原理圖見解析圖解析螺旋測微器的讀數(shù)為1.5 mm27.3×0.01 mm1.773 mm.在用伏安法測電阻的實驗時，為使測量盡量精確，則電流表、電壓表指針需達到半偏以上，又因待測金屬絲的額定電流為0.5 A，所以電流表選A1，電源選E1即可電路原理圖如圖所示4(2011·新課標全國·22)為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖29所示的電路圖中，A0是標準電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池完成下列實驗步驟中的填空：圖29(1)將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)_，使待測微安表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時_的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點2，調(diào)節(jié)_，使_，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計算RN讀數(shù)的_，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值答案(1)R0標準電流表(或A0)(2)RN標準電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值解析本題方法為替代法當(dāng)S接1與接2時通過電路的電流I相同，可知待測微安表頭的內(nèi)阻與RN的電阻相同5現(xiàn)要測量一待測電阻的阻值，所用器材如下：標準電流表A1(量程250 mA，內(nèi)阻r15 )；電流表A2(量程300 mA，內(nèi)阻r2約為5 )；待測電阻R1(阻值約為100 )；滑動變阻器R2(最大阻值10 )；電源E(電動勢約為6 V，內(nèi)阻r約為1 )；單刀單擲開關(guān)，導(dǎo)線若干(1)要求方法簡捷，并能測量多組數(shù)據(jù)，畫出實驗電路原理圖，并標明每個器材的代號(2)實驗中，需要直接測量的物理量有_，用測得的量表示待測電阻R1的阻值R1_.答案(1)實驗電路原理圖見解析圖(2)兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2r1解析(1)由于A1的內(nèi)阻已知，可當(dāng)做電壓表來用；又給了另一個電流表A2，可結(jié)合兩電流表示數(shù)之差，利用歐姆定律測R1的阻值；題目要求測多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)接成分壓式；電路圖如圖所示：(2)實驗中，測出兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2之后，則(I2I1)R1I1r1，所以R1.6為了測定電流表A1的內(nèi)阻，某同學(xué)采用如圖30所示的實驗電路其中：圖30A1是待測電流表，量程為300 A，內(nèi)阻約為100 ；A2是標準電流表，量程是200 A；R1是電阻箱，阻值范圍是0999.9 ；R2是滑動變阻器；R3是保護電阻；E是電池組，電動勢為6 V，內(nèi)阻不計；S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān)(1)實驗中滑動變阻器采用_接法(填“分壓”或“限流”)根據(jù)如圖所示電路的實物圖，請在下面虛線框中畫出實驗電路圖(2)請將該同學(xué)的操作補充完整：連接好電路，將滑動變阻器R2的滑片移到最_(填“左端”或“右端”)；將開關(guān)S2扳到接點a處，接通開關(guān)S1；調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，使電流表A2的示數(shù)是150 A.將開關(guān)S2扳到接點b處，_，使電流表A2的示數(shù)仍是150 A.若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖31所示，則待測電流表A1的內(nèi)阻Rg_.圖31(3)上述實驗中，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的安全在下面提供的四個電阻中，保護電阻R3應(yīng)選用_(填寫阻值前相應(yīng)的字母)A300 k B30 k C15 k D150 k答案(1)限流如圖所示(2)左端保持R2不變，調(diào)節(jié)變阻箱R186.3(3)B解析(2)閉合開關(guān)之前，應(yīng)使滑動變阻器的阻值最大，滑片移到最左端；本實驗使用替代法測量電流表的內(nèi)阻，因此開關(guān)S2接a和接b時電流表A2的讀數(shù)應(yīng)該相同，開關(guān)接b時，需保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1.電阻箱表示的阻值大小等于被測電流表的內(nèi)阻，讀數(shù)為86.3 .(3)當(dāng)滑動變阻器R2的阻值為零時，電路中的電流不能超過兩個電流表的量程，即I200×106 A，解得R320 k.7某興趣小組欲通過測定工業(yè)污水(含多種重金屬離子)的電阻率來判斷某工廠廢水是否達到排放標準(一般工業(yè)廢水電阻率的達標值200 ·m)如圖32所示為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為金屬薄板(電阻極小)，其余四面由絕緣材料制成， 圖32左右兩側(cè)帶有接線柱容器內(nèi)表面長a40 cm，寬b20 cm，高c10 cm.將水樣注滿容器后，進行以下操作：(1)分別用多用電表歐姆擋的“×100”、“×1 k”兩擋粗測水樣的電阻值時，表盤上指針分別如圖33所示，則所測水樣的電阻約為_ .圖33(2)為更精確地測量所取水樣的電阻，該小組從實驗室中找到如下實驗器材：A電流表(量程5 mA，電阻RA為50 )B電壓表(量程15 V，電阻RV約為10 k)C滑動變阻器(020 ，額定電流1 A)D電源(12 V，內(nèi)阻約10 )E開關(guān)一只、導(dǎo)線若干請在實物圖34中完成電路連接圖34(3)正確連接電路后，閉合開關(guān)，測得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動變阻器，重復(fù)上述測量步驟，測出一系列數(shù)據(jù)如表所示，請在如圖35所示的坐標紙中作出UI關(guān)系圖線.U/V2.03.86.88.010.211.6I/mA0.731.362.202.893.664.15圖35(4)由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為_ ·m.據(jù)此可知，所得水樣在電阻率這一指標上_(選填“達標”或“不達標”)答案(1)1 750(2)見解析圖(3)見解析圖(4)137.2(120145)不達標解析(2)因為要精確測量電阻值，需要電路中電壓有較大的變化范圍，而滑動變阻器阻值又遠小于待測電阻，所以連線時滑動變阻器要用分壓式接法；又因為電流表內(nèi)阻已知，則采用電流表內(nèi)接法，電路連接如圖所示(3)讓絕大多數(shù)的點在直線上，其余各點均勻地分布在直線兩側(cè)，如圖所示(4)由圖線斜率可知，總電阻為2 794 ，又RR總RA2 744 ，根據(jù)電阻定律R，代入數(shù)據(jù)得137.2 ·m，小于200 ·m，故不達標