實驗8測定金屬的電阻率-2-一、實驗?zāi)康?.掌握螺旋測微器及游標(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,進(jìn)一步測定金屬絲的電阻率。二、儀器的使用及基本電路的選擇1.螺旋測微器的使用(1)構(gòu)造:如圖所示,B為固定刻度,E為可動刻度。-3-(2)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前進(jìn)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前進(jìn)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):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)。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)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個深度尺。(如圖所示)(2)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(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)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(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的,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.伏安法測電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較-7-(2)滑動變阻器的限流接法和分壓接法的比較 -8-三、實驗原理(如圖所示)根據(jù)電阻定律公式知道只要測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。四、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(050 ),開關(guān),導(dǎo)線若干,螺旋測微器,毫米刻度尺。-9-五、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.連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.閉合開關(guān),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)。-10-六、數(shù)據(jù)處理1.在求Rx的平均值時可用兩種方法(2)用U-I圖線的斜率求出。2.計算電阻率-11-七、注意事項1.先測直徑,再連電路:為了方便,測量直徑應(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。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.長度和直徑的測量。-12-命題點一命題點二命題點三測量儀器、儀表的讀數(shù)測量儀器、儀表的讀數(shù)例1(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測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量值為 cm,厚度的測量值為 mm。 -13-命題點一命題點二命題點三(2)圖乙使用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。 圖丙使用較小量程時,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。 -14-命題點一命題點二命題點三(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 ,最簡單的操作方法是。若用兩個這樣的電阻箱,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將“1k”旋鈕調(diào)到2,再將“100”旋鈕調(diào)到0019 998 -15-命題點一命題點二命題點三解析:(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù),按步驟進(jìn)行一般不會出錯,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,刻度盤上的每小格為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。-16-命題點一命題點二命題點三(3)電阻為1 987 。最簡單的操作方法是將“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29 999 =19 998 。故用兩個這樣的電阻箱,可得到的電阻阻值范圍為019 998 。-17-命題點一命題點二命題點三游標(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。甲易錯讀成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-命題點一命題點二命題點三如圖乙所示。 乙易錯讀成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齊。-19-命題點一命題點二命題點三數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理例2小張同學(xué)打算測量某種由合金材料制成的金屬絲的電阻率。待測金屬絲的橫截面為圓形。實驗器材有毫米刻度尺、螺旋測微器、電壓表(內(nèi)阻為幾千歐)、電流表(內(nèi)阻為幾歐)、滑動變阻器、電源、開關(guān)、待測金屬絲及導(dǎo)線若干。(1)用毫米刻度尺測量其長度,用螺旋測微器測量其直徑,結(jié)果分別如圖甲和圖乙所示。由圖可知其長度L= cm,直徑為D= mm;-20-命題點一命題點二命題點三-21-命題點一命題點二命題點三(2)該同學(xué)計劃要用圖象法求出電阻的阻值,要求電壓從0開始變化。請將圖丙所示實物電路圖中所缺部分補(bǔ)全;(3)圖丁是實驗中測得的6組電流I、電壓U的值描的點,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)如圖所示(3)5.80-22-命題點一命題點二命題點三解析:(1)金屬絲長度測量值為59.40 cm;螺旋測微器的讀數(shù)為43.40.01 mm=0.434 mm,即金屬絲直徑測量值為0.434 mm。(2)要求電壓從0開始變化,故滑動變阻器采用分壓式接法。(3)用直線擬合各數(shù)據(jù)點,使直線通過盡量多的點,其他點均勻分布在直線兩側(cè),舍棄離直線較遠(yuǎn)的點,直線的斜率表示金屬絲的電阻,故R=5.80 。-23-命題點一命題點二命題點三實物圖連線的基本原則對限流式電路,一般是從電源的正極開始,把電源、開關(guān)、滑動變阻器以及測量電路順次連接起來即可。對分壓式電路,應(yīng)先將電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來,然后在滑動變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個,依據(jù)電路中電流的流向?qū)y量電路部分連接起來即可。-24-命題點一命題點二命題點三電阻的測量方法電阻的測量方法1.伏安法特點:大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大,測大電阻時應(yīng)用內(nèi)接法測量,測小電阻時應(yīng)采用外接法測量)。-25-命題點一命題點二命題點三例3某同學(xué)測量阻值約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.滑動變阻器(最大阻值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)-26-命題點一命題點二命題點三(2)該同學(xué)正確選擇儀器后連接了如圖所示電路,為保證實驗順利進(jìn)行,并使測量誤差盡量減小,實驗前請你檢查該電路,指出電路在接線上存在的問題:;。 -27-命題點一命題點二命題點三答案:(1)BC(2)電流表應(yīng)采用內(nèi)接法滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法解析:(1)本題中,待測電阻Rx的阻值約25 k,直流電源電動勢為20 V,經(jīng)粗略計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。(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;滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法。-28-命題點一命題點二命題點三2.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,若已知V1的內(nèi)阻R1,則可測出V2的內(nèi)阻R2= R1。(2)如圖乙所示,兩電壓表的滿偏電流IV1IV2時,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-命題點一命題點二命題點三例4用以下器材可測量電阻Rx的阻值。待測電阻Rx,阻值約為600 ;電源E,電動勢約為6.0 V,內(nèi)阻可忽略不計;電壓表V1,量程為0500 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 ;滑動變阻器R,最大阻值為150 ;單刀單擲開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干。(1)測量中要求兩只電表的讀數(shù)都不小于其量程的 ,并能測量多組數(shù)據(jù),請在虛線框中畫出測量電阻Rx的實驗電路圖。-30-命題點一命題點二命題點三(2)若選擇測量數(shù)據(jù)中的一組來計算Rx,則由已知量和測量物理量計算Rx的表達(dá)式為Rx=,式中各符號的意義是。(所有物理量用題中代表符號表示)答案:(1)測量電路見解析圖 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)阻,R0為定值電阻-31-命題點一命題點二命題點三解析:(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)一個定值電阻改裝成電流表,電壓表選擇V2即可,要求測量多組數(shù)據(jù),滑動變阻器需要采用分壓式接法,電路如圖。-32-命題點一命題點二命題點三3.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-命題點一命題點二命題點三例5測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200 ),實驗室提供如下器材:電池組E:電動勢3 V,內(nèi)阻不計;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 ;滑動變阻器R1:阻值范圍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。要求實驗中盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值,請回答下列問題:(1)為了測量待測電阻兩端的電壓,可以將電流表(填寫器材代號)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量程為3.0 V的電壓表。 -34-命題點一命題點二命題點三(2)在圖甲中畫完整測量Rx阻值的電路圖,并在圖中標(biāo)明器材代號。-35-命題點一命題點二命題點三(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器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,測得待測電阻Rx的阻值是。本次測量存在一定的系統(tǒng)誤差,考慮這個原因測量值比真實值(填“偏大”或“偏小”)。 -36-命題點一命題點二命題點三答案:(1)A29 000(2)電路如圖(3)8.015018.75 偏小-37-命題點一命題點二命題點三解析:(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,待測電阻阻值Rx= =187.5 。采用電流表外接法,故測量的電流值偏大,因此測量的電阻偏小。-38-命題點一命題點二命題點三4.半偏法測電表內(nèi)阻(1)恒流半偏:合上開關(guān)S1,調(diào)節(jié)R1,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。再合上開關(guān)S2,保持滑動變阻器R1的滑片位置不動,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,可認(rèn)為合上S2后,整個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-命題點一命題點二命題點三(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,保持滑動變阻器R1的滑片位置不動,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,可認(rèn)為斷開S2后,整個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-命題點一命題點二命題點三例6電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實驗室提供的器材如下:待測電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻約為3 000 ),電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 ),滑動變阻器R1(最大阻值100 ,額定電流2 A),電源E(電動勢6 V,內(nèi)阻不計),開關(guān)2個,導(dǎo)線若干。-41-命題點一命題點二命題點三(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(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)計的電路,寫出實驗步驟: 。 (3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV,與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比,RV(選填“”“=”或“理由見解析 -42-命題點一命題點二命題點三解析:(1)實驗電路圖如圖所示。(2)移動滑動變阻器的滑片,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R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,RVRV。-43-命題點一命題點二命題點三5.等效法測電阻如圖所示,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。-44-命題點一命題點二命題點三例7電流表A1的量程為0200 A、內(nèi)電阻約為500 ,現(xiàn)要測其內(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:電動勢E約1.5 V、內(nèi)阻r約2 。(1)如圖所示,某同學(xué)想用替代法測量電流表內(nèi)阻,他設(shè)計了部分測量電路,在此基礎(chǔ)上請你將滑動變阻器接入電路中,使實驗可以完成。-45-命題點一命題點二命題點三(2)電路補(bǔ)充完整后,請你完善以下測量電流表A1內(nèi)電阻的實驗步驟。a.先將滑動變阻器R1的滑動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),讀出此時電阻箱的示數(shù)R2,則電流表A1內(nèi)阻r=。 -46-命題點一命題點二命題點三答案:(1)見解析圖(2)a.最大c.再次為I(或仍為I)R2解析:(1)滑動變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測電流表內(nèi)阻,因此必須采用分壓接法,電路圖如圖所示。(2)a.實驗前R2應(yīng)該調(diào)節(jié)到最大,以保證電表安全;c.替代法最簡單的操作是讓A2示數(shù)不變,則可直接從R2的讀數(shù)得到電流表的內(nèi)阻值。-47-命題點一命題點二命題點三6.比較法測電阻如圖所示,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)測定一金屬桿的長度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙所示,則該金屬桿的長度和直徑分別為 cm和 mm。 -49-答案:60.104.20解析:用毫米刻度尺測量時,讀數(shù)應(yīng)讀到分度值的下一位,即長度測量值為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齊,故游標(biāo)尺讀數(shù)為100.02 mm=0.20 mm,所以金屬桿直徑測量值為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 ),滑動變阻器R1(最大阻值50 ),滑動變阻器R2(最大阻值5 k),直流電源E(電動勢3 V),開關(guān)1個,導(dǎo)線若干。圖(a) -51-實驗步驟如下:按電路原理圖(a)連接線路;將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置,閉合開關(guān)S;調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏;保持滑動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,記下電阻箱的阻值。-52-回答下列問題:(1)實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器(填“R1”或“R2”)。 (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線。-53-(3)實驗步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變,計算可得電壓表的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留到個位)。 (4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(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)。 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)滑動變阻器采用分壓式接法,滑動變阻器總阻值越小,當(dāng)被測電路的電阻變化時,分壓電路輸出電壓的影響越小,滑動變阻器應(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,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是實物的部分連線圖,待測電阻為圖2中的R1,其阻值約為5 。圖1 圖2 -56-(1)測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”)。 (2)正確接線測得實驗數(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的邊長是R1的 ,若測R2的阻值,則最優(yōu)的連線應(yīng)選(填選項)。 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)作圖時用一條直線連接,應(yīng)讓盡可能多的點分布在直線上,連不到直線的點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)所示的電路測量一微安表(量程為100 A,內(nèi)阻大約為2 500 )的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠?兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 ,另一個阻值為2 000 );電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 );電源E(電動勢約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。-60-(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。(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,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的(填“左”或“右”)端對應(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(填“相等”或“不相等”)。 -61-將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 時,在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留到個位)。 圖(b)(3)寫出一條提高測量微安表內(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,開始時讓微安表兩端的電壓為零,所以開始時將R1的滑片滑到左端。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點在S2接通前后的電勢相等。由于BD間導(dǎo)線也沒有電流通過,在(3)本實驗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,所以實驗時調(diào)節(jié)R1讓微安表接近滿量程,能提高測量微安表內(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金屬導(dǎo)線的電阻率,可供使用的器材有被測金屬導(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=200 ;刻度尺;螺旋測微器;開關(guān)S;導(dǎo)線若干等。實驗時的主要步驟如下:用刻度尺量出導(dǎo)線ab的長度l,用螺旋測微器測出導(dǎo)線的直徑d。按如圖甲所示電路將實驗所需器材用導(dǎo)線連接好。-65-閉合開關(guān)S,移動滑片P,測出aP長度x,讀出電壓表的示數(shù)U。描點作出U-x曲線,求出金屬導(dǎo)線的電阻率。完成下列填空:乙(1)由螺旋測微器測量金屬導(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)如果實驗時既要保證安全,又要測量誤差較小,保護(hù)電阻R應(yīng)選。 -66-(3)根據(jù)多次實驗測出的aP長度x和對應(yīng)每次實驗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=。(用實驗器材中給出的物理量字母和實驗步驟中測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)已知被測金屬導(dǎo)線允許流過的最大電流Imax=0.8 A,則要測量誤差較小,應(yīng)選電阻R2。(3)設(shè)金屬導(dǎo)線單位長度的電阻為R0,當(dāng)x長度的導(dǎo)線兩端電壓為U