1、实验十四 测定金属丝的电阻率必备知识自主排查关键能力分层突破必备知识自主排查注意事项(1)游标卡尺的读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标格数，则记录结果表达为(xK精确度)mm.(2)螺旋测微器的读数：方法：固定刻度数mm可动刻度数(估读一位)0.01 mm.(3)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量(4)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法(5)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大关键能力分层突破考点一 教材原型实验角度1 电流表、电压
2、表及电阻箱的读数电流表、电压表的读数方法量程精确度读数规则电流表03 A0.1 A电压表03 V0.1 V电流表00.6 A0.02 A电压表015 V0.5 V【跟进训练】1.(1)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A(2)图乙使用较小量程时，每小格表示_V，图中表针的示数为_V若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针示数为_V0.020.440.12.200.11.700.58.52(1)有一金属材料制成的圆柱形物体，当用游标卡尺来测它的截面直径d时，示数如图甲所示
3、，则d_ mm.然后利用伏安法测量该物体的电阻，此时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示，则金属物体两端的电压为U_ V，流过该物体的电流为I_ A30.502.250.42解析：游标卡尺主尺上读的毫米数为30 mm，游标尺上第10条刻度线与主尺某刻度线对齐，由于游标尺是20分度的，所以读数为30 mm0.0510 mm30.50 mm.电压表选用03 V量程，分度为0.1 V，所以读数为2.25 V；电流表选用00.6 A量程，分度为0.02 A，所以读数为0.42 A.(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丁所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的
4、直径为_ mm.0.007(0.0050.008都对)0.638(0.6360.640都对)解析：校零时的读数为00.70.01 mm0.007 mm.合金丝的直径为0.645 mm0.007 mm0.638 mm(在0.637 mm0.640 mm都算对)角度2 仪器的选择和电路的设计1.电流表内外接法的选择内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值适用条件RARxRVRx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻2.滑动变阻器的两种连接方式【跟进训练】3.在“测定金属丝的电阻率”实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图甲所示，D_ mm.2.706(
5、2.7042.708均可)解析：根据螺旋测微器的读数规则，金属丝的直径D2.5 mm0.206 mm2.706 mm.(2)某小组利用电流表(内阻约0.1)、电压表(内阻约3 k)等器材测金属丝电阻，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻Rx50.他们采用的是图乙中的_电路图，Rx的真实值_(填“大于”“小于”或“等于”)50.A小于角度3 测定金属丝的电阻率例1 为测量一根金属丝(电阻约5)的电阻率，选用的电学器材有：电压表(量程03 V，内阻约3 k)，电流表(量程00.6 A，内阻约0.2)，滑动变阻器(015)，学生电源(恒压输出3 V)，开关，导线若干
6、(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮_(选填“A”“B”或“D”)，直至发出“喀喀”声时停止某次的测量结果如图乙所示，其读数为_mm.D0.535(0.534或0.536也正确)解析：为了防止金属丝发生明显形变，同时，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮D发生“喀喀”声时停止；由图乙知，读数为0.5 mm3.50.01 mm0.535 mm.(2)请用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整答案：如图所示(3)如图丁所示，实验数据已描在坐标纸上，作出U I图线
7、，并求出该金属丝的电阻为_(结果保留两位有效数字)答案：如图所示4.5(4)有同学认为用图像法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的想法是否正确？请说明理由。解析：不正确，作图法只能减小偶然误差，不能减小系统误差【跟进训练】4.2021浙江6月，18小李在实验室测量一电阻Rx的阻值(1)因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U11.65 V，电流表的示数如图2所示，其读数I1_ A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U21.75 V，I20.33 A由此可知应采用电流表_(填“内
8、”或“外”)接法0.330.34外(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：器材与连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图；先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示，则待测电阻Rx_.此方法，_(填“有”或“无”)明 显 的 实 验 误 差，其 理 由 是_.解析：本实验采用的方法是“等效替代法”，开关先后掷到左右两端，通过调节电阻箱使两次电流表示数相同，说明电阻箱支路和Rx支路的电阻相等，即电阻箱这条支路替代了原来的Rx支路，如题图3所示电阻箱读数为1 00001000100
9、155 ，则Rx的阻值也为5；此方法有明显的实验误差，原因是电阻箱的最小分度值过大与待测电阻比较接近5有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)考点二 拓展创新型实验角度1 电压表和电流表的灵活用法(1)若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用(2)若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用例2 2022河北衡水中学模拟如图甲所示是测量阻值约为十几欧的未知电阻Rx的原理图，R是电阻箱(099.9)，R0是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势为12 V，内阻r5)具体实验步骤如下：连接好实验电路，闭合开关S；调节滑动变阻器R0和电
10、阻箱R，使A2示数为I20.20 A，记下此时电阻箱阻值R和A1示数I1；重复步骤，且保持A2示数仍为I20.20 A，测量多组R和I1值；将实验测得的数据处理后，最后作出了如图乙所示的图像根据实验回答以下问题(1)现有四只供选用的电流表：A电流表(03 mA，内阻为2.0)B电流表(03 mA，内阻未知)C电流表(00.3 A，内阻为10)D电流表(00.3 A，内阻未知)请根据实验过程判断A1应选用_，A2应选用_(填写选项字母)(2)根据以上实验数据得出Rx_，电流表A1的内阻RA1_.(计算结果均保留2位有效数字)DC1110【题后反思】(1)若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压
11、表以及定值电阻来使用(2)若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用(3)分析一个新的图像时，要弄清楚实验的原理，在分析实验原理的基础上找出图像所表示的物理意义，这类创新实验重点考查考生对实验原理的理解能力及对知识灵活运用的能力角度2 测量电阻最有特色的测量方法半偏法半偏法是一种科学巧妙的测定电表内阻的方法，常见的有半偏电流法和半偏电压法半偏电流法是利用电流表指针半偏来测定电流表内阻的方法；半偏电压法是利用电压表指针半偏来测定电压表内阻的方法其实验电路图及操作步骤如下表所示：电路图操作步骤测量电流表内阻(R0RA)测量电压表内阻(电源内阻不计)例3 2022山西太原一模有一
12、电流表A，量程为01 mA，内阻rg约为100，要求测量其内阻可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99 999.9；滑动变阻器甲，最大阻值为10 k；滑动变阻器乙，最大阻值为2 k；电源E1，电动势约为2 V，内阻不计；电源E2，电动势约为6 V，内阻不计；开关2个，导线若干采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a断开S1和S2，将R调到最大；b合上S1，调节R使电流表A指针满偏；c合上S2，调节R1使电流表A指针半偏，此时可以认为电流表A的内阻rgR1.请问：(1)上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择_；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择_；电源E应该选择_(2)认为电流表A的
13、内阻rgR1，得到的结果与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)R0滑动变阻器甲E2偏小例4 2022武汉模拟电学实验中经常需要测量电阻的阻值(1)测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220 V40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为_.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值_(选填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值1 210小于(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值A220 V交流电源B单刀双掷开关一个C电阻箱一个(0999.9，额定电流0.5 A)D定值电阻一个(0.5 k，额定电流0.3 A)E交流电流表一个(00.3 A)请在
14、虚线框内画出电路原理图角度4 电表的改装例5 2022四川绵阳二诊将一微安表先改装成量程为01 mA的电流表，再将该电流表改装成量程为05 V的电压表，并与标准电压表对比校准图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图，虚线框中是改装后电压表电路，V0是量程为06 V的标准电压表已知微安表满偏电流为250 A，标记的内阻为600，电阻箱R1、R2的阻值调节范围均为09 999.99.主要实验步骤如下：(1)微 安 表 改 装 图 甲 中 电 阻 箱 R1、R2的 阻 值 分 别 调 节 到 R1_，R2_.(2)实物连线选用合适的器材，按照图甲正确连接电路(3)对比校准正确连接电路后，闭合开
15、关，调节滑动变阻器，当标准电压表的示数如图乙所示时，微安表的示数如图丙所示，由此可以推测出改装电压表真实量程的最大值_5 V(选填“大于”或“小于”)2004 850小于(4)重新调整通过检测发现：电阻箱R1、R2阻值是准确的，而微安表标记的内阻不准确，这是改装电压表真实量程的最大值不是5 V的原因再通过调节电阻箱R1、R2的阻值，使改装电压表量程为05 V，以下调节方案可行的有_(填序号)A保持R1不变，将R2增大到合适值B保持R1不变，将R2减小到合适值C保持R2不变，将R1增大到合适值D保持R2不变，将R1减小到合适值AD【跟进训练】5.2021广东卷，12某小组研究热敏电阻阻值随温度的
16、变化规律根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔_，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0”处测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而_短接减小解析：使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零，即将两表笔短接温度越高，相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大，则电阻阻值越小，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小(2)再按下图连接好电路进行测量闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到_端(填“a”或“b”)将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01.闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置记录此时电压表和电流表的示数、T和R01.断开开关S.再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S.反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同记录此时电阻箱的阻值R02.断开开关S.实验中记录的阻值R01_R02(填“大于”“小于”或“等于”)，此时热敏电阻阻值RT_(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律b大于R01R02
