1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)會使用各種常用電學(xué)儀器，會正確讀數(shù).(2)學(xué)會使用螺旋測微器并掌握正確讀數(shù)方法.(3)學(xué)會用伏安法測量電阻的阻值，測定出金屬的電阻率.(4)學(xué)會選擇滑動變阻器的連接方式(分壓、限流). 2.實(shí)驗(yàn)原理 用毫米刻度尺測一段金屬絲導(dǎo)線的長度L，用螺旋測微器測導(dǎo)線的直徑d，用伏安法測導(dǎo)線的電阻R，由 ，得 3.實(shí)驗(yàn)器材 待測金屬絲、米尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、直流電源、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線若干.LRS 24RSd RLL 4.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用螺旋測微器在導(dǎo)線的三個(gè)不同位置上各測一次，取直徑d的平均值. (2)將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直，用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度(即有效長度)，反復(fù)測量三次，求出平均值L. (3)選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑?，依照圖中所示的電路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動變阻器的阻值調(diào)至最大. (4)電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S，求出電阻R的平均值. (5)將測得R、L、d的值，代入電阻率計(jì)算公式 中，計(jì)算出金屬絲的電阻率. (6)整理好實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)結(jié)束.24RSd RLL 5.注意事項(xiàng) (1)本實(shí)驗(yàn)中待測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須采用電流表外接法； (2)測量待測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度，即電壓表兩并入點(diǎn)間的部分待測導(dǎo)線長度，測量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直； (3)閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置； (4)在用伏安法測電阻時(shí)，通過待測導(dǎo)線的電流的值不宜過大(電流表用00.6A量程)，通電時(shí)間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度過高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中增大. 6.測量電路的選擇 (1)測量電路電流表“內(nèi)接法”與“外接法”比較電流電流表表原理圖原理圖測量值與真實(shí)測量值與真實(shí)值關(guān)系值關(guān)系測量結(jié)果測量結(jié)果內(nèi)內(nèi)接接法法U測測=UA+Ux真真Ux真真I測測=Ix真真外外接接法法U測測=Ux真真I測測=IV+Ix真真Ix真真AxURRRI真真測測測測測測()xxRRRR真真串串真真或或測測VxxR RURIRVR 真真真真測測測測測測()xxRRRR真真并并真真或或測測 (2)電流表內(nèi)接法與外接法的選擇方法 臨界值判斷法 由誤差分析知電阻的臨界值為：R臨=，當(dāng)Rx時(shí)用內(nèi)接；當(dāng)Rx 時(shí)用外接.AVR RAVR RAVR R 測試判斷法 當(dāng)Rx、RA、RV大約值都不清楚就用測試判斷法.如圖所示，將單刀雙擲開關(guān)S分別接觸a點(diǎn)和b點(diǎn)，若看到安培表示數(shù)變化比伏特表示數(shù)變化大，則說明伏特表分流影響較大，應(yīng)該選內(nèi)接法；若伏特表示數(shù)變化比安培表示數(shù)變化大，則說明安培表分壓影響較大，應(yīng)該選外接法. 7.供電電路的選擇 (1)限流式和分壓式的比較(假設(shè)內(nèi)阻r=0)兩種接法電路兩種接法電路圖圖滑動電阻使滑動電阻使用特點(diǎn)用特點(diǎn)負(fù)載負(fù)載Rx上電壓上電壓調(diào)節(jié)范圍調(diào)節(jié)范圍負(fù)載負(fù)載Rx上電流上電流調(diào)節(jié)范圍調(diào)節(jié)范圍限限流流式式只 使 用只 使 用 a P段段.Pb段無段無電流通過電流通過分分壓壓式式aP段和段和Pb段段均有電流通均有電流通過過0UxE0 xxR ERR xUE 0 xxEIRR xER 0 xxEIR (2)限流式和分壓式的選擇 如果滑動變阻器的額定電流夠用，在下列三種情況下必須采用分壓接法： a.用電器的電壓或電流要求從零開始連續(xù)可調(diào). b.要求用電器的電壓或電流變化范圍大，但滑動變阻器的阻值小. c.采用限流接法時(shí)限制不住電表超量程，用電器超額定值. 若Rx比R0小得多，則選擇限流；若Rx與R0接近，則分壓、限流都可以；若Rx比R0大得多，則選擇分壓. 主題(1)螺旋測微器的讀數(shù) 在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖8-3-1所示，用米尺測量金屬絲的圖圖8-3-1 長度長度l=0.810m.金屬絲的電阻大約為金屬絲的電阻大約為4，先用伏安，先用伏安法測出金屬絲的電阻為法測出金屬絲的電阻為Rx=4.1，從圖中讀出金屬絲，從圖中讀出金屬絲的直徑為的直徑為mm，然后根據(jù)電阻定律計(jì)，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率為算出該金屬材料的電阻率為m. 0.1)10-6(0.5200.002)(1.1 螺旋測微器的使用 金屬絲的直徑根據(jù)圖中可讀出(0.5200.002)mm 根據(jù)電阻定律，可得 =(1.10.1)10-6m 螺旋測微器是高考中常見的一種測量儀器.螺旋測微器的讀數(shù)是由固定刻度的讀數(shù)(大于0.5mm部分)+可動刻度的讀數(shù)(小于0.5mm部分)，讀數(shù)要有估算值.lRS 24d Rxl 主題(2)實(shí)驗(yàn)器材和測量電路的選擇 有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是25k，可供選擇的器材是： 電流表A1(0100A，2k) 電流表A2(0500A，300) 電壓表V1(010V，100k) 電壓表V2(050V，500k) 直流穩(wěn)壓電源E(15V，1A) 滑動變阻器R(1k，1W) 電鍵K和若干根導(dǎo)線. 為了測出Rx的電阻，試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖. 器材和電路的選擇 (1)若滑動變阻器用限流接法，電路中的最小電流為，超過兩表的量程，因此滑動變阻器必須用分壓式接法.若min15V577 A26kI 電壓表選電壓表選V2(50V)，則電源電壓，則電源電壓15V不足其量程不足其量程的的13，所以電壓表應(yīng)選，所以電壓表應(yīng)選V1(10V).由于用分壓式由于用分壓式接法時(shí)，電阻接法時(shí)，電阻Rx中的最大電流為中的最大電流為，所以電流表選，所以電流表選A2(500A).max10V25kI 400 A (2)安培表內(nèi)接法和外接法的選擇：因?yàn)镽x=25kRA=300，所以采用安培表內(nèi)接法. 儀器選擇一般考慮三方面的因素：(1)安全因素：如通過電源、電阻、電流表、電壓表的電流不超過允許的額定電流；(2)誤差因素：如選用電表量程應(yīng)考慮盡量減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，要用盡可能使指針接近滿刻度的量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的23左右，即在量程符合要求的情況下選擇量程小的，則偏角變大；(3)便于操作：如選用滑動變阻器應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)用到大部分電阻線. 在用伏安法測定金屬絲的電阻時(shí)，除待測電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材： A.直流電源：電動勢約4.5V，內(nèi)阻很?。?B.電流表A1：量程00.6A，內(nèi)阻0.125； C.電流表A2：量程03.0A，內(nèi)阻0.025； D.電壓表V：量程04V，內(nèi)阻3k； E.滑動變阻器R1：最大阻值10； F.滑動變阻器R2：最大阻值50； G.開關(guān)、導(dǎo)線等. (1)在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是，應(yīng)該選用的滑動變阻器是. (2)根據(jù)所選的器材，在如圖所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.R1A1主題(3)利用伏安法測電表的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如實(shí)物圖8-3-2所示，有：電池的電動勢約10V，內(nèi)阻約1；電流表A1，量程10A，內(nèi)阻r1約為0.2；電流表A2，量程300mA，內(nèi)阻r2約為5；電流表A3，量程250mA，內(nèi)阻r3約為5；電阻箱R1，最大阻值999.9，阻值最小改變量為0.1；滑動變阻器R2，最大阻值100；開關(guān)S，導(dǎo)線若干.圖圖8-3-2要求用圖8-3-3所示的電路測定圖中電流表A的內(nèi)阻.圖圖8-3-3 (1)在所給的三個(gè)電流表中，可用哪幾個(gè)精確測出其內(nèi)阻？ (2)在可測的電流表中任選一個(gè)作為測量對象，在實(shí)物圖上連成測量電路. (3)你要讀出的物理量是？ (1)由電路圖可知待測電流表A與電阻箱并聯(lián)后與接在主干電路上的電流表A連成一個(gè)閉合回路.設(shè)流過電流表A的電流為I，流過電阻箱R1的電流為I1，流過電流表A的電流為I，根據(jù)電流分配關(guān)系，得I=I+I1 對于電流表A和電阻箱R1并聯(lián)支路，設(shè)電阻箱此時(shí)電阻值為Rx，有IrA=I1Rx 解得 AxIIrRI 式說明待測電流表A的內(nèi)阻rA的測量精度取決于I、II和Rx的精度，顯然，如果用題給電路測電流表A1的內(nèi)阻，充當(dāng)A的電表只能是A2、A3了，而A2、A3的量程分別為300mA和250mA，當(dāng)A2、A3滿偏時(shí)，干路電流最大分別為300mA和250mA，而電路中流過A1表的電流比300mA或250mA還小，由此可知電流表A1的指針偏轉(zhuǎn)角度很小，達(dá)不到題目要求，故(1)的答案為A2、A3. (2)若測r3，實(shí)物圖如下圖，由式可得r3=.亦可將A2與A3的位置互換.233xIIRI (3)A2、A3兩電流表的讀數(shù)I2、I3和電阻箱R1的阻值Rx. 這是一道全國高考實(shí)驗(yàn)題，它既是測定性實(shí)驗(yàn)，也是電學(xué)基本儀器使用的實(shí)驗(yàn)，它既考查了電流表、電阻箱、滑動變阻器的使用規(guī)則及實(shí)物連線方式，又考查了電流表讀數(shù)準(zhǔn)確時(shí)指針偏轉(zhuǎn)的范圍應(yīng)在刻度盤的區(qū)間里，同時(shí)還要求考生用題給電路精確測量出電流表的內(nèi)阻.1323 有一電流表A，量程為1mA，內(nèi)阻rg約為100.要求測量其內(nèi)阻.可選用的器材有：電阻箱R0，最大阻值為99999.9；滑動變阻器甲，最大阻值為10k；圖圖8-3-4滑動變阻器乙，最大阻值為滑動變阻器乙，最大阻值為2k；電源；電源E1，電，電動勢約為動勢約為2V，內(nèi)阻不計(jì)；電源，內(nèi)阻不計(jì)；電源E2，電動勢約為，電動勢約為6V，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干個(gè)，導(dǎo)線若干.采用的測采用的測量電路圖如圖量電路圖如圖8-3-4所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下： a.斷開S1和S2，將R調(diào)到最大； b.合上S1，調(diào)節(jié)R使A滿偏； c.合上S2，調(diào)節(jié)R1使A半偏，此時(shí)可認(rèn)為的A的內(nèi)阻rg=R1.試問： (1)在上述可供選擇的器材中，可變電阻R1應(yīng)該選；為了使測量盡量精確，可變電阻R應(yīng)該選擇；電源E應(yīng)該選擇. (2)認(rèn)為內(nèi)阻rg=R1，此結(jié)果與的rg真實(shí)值相比.(填“偏大”、“偏小”、“相等”)R0滑動變阻器甲滑動變阻器甲E2偏小偏小