2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 第6節(jié) 導(dǎo)體的電阻教學(xué)案 選修-1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第6節(jié) 導(dǎo)體的電阻1.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積、長度、材料、溫度等有關(guān)。2電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,電阻反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用.3電阻定律的表達(dá)式r是電阻的決定式,公式r是電阻的定義式。一、實(shí)驗(yàn)探究：影響導(dǎo)體電阻的因素1與導(dǎo)體電阻有關(guān)因素的測量方法(1)電阻絲橫截面積的測量把電阻絲緊密繞在一個(gè)圓柱形物體上(例如鉛筆），用刻度尺測出多匝的寬度，然后除以圈數(shù),得到電阻絲的直徑,進(jìn)而計(jì)算出電阻絲的橫截面積；或用螺旋測微器測出電阻絲的直徑，進(jìn)而得到電阻絲的橫截面積。（2)電阻絲長度的測量把電阻絲拉直，用刻度尺量出它的長度。(3）電阻的測量連接適當(dāng)?shù)碾娐?，測量電阻

2、絲兩端的電壓u和通過電阻絲的電流i，由r計(jì)算得到電阻。2探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系(1）實(shí)驗(yàn)探究項(xiàng)目內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄繉?dǎo)體電阻與長度、橫截面積、材料的關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)方法控制變量法：在長度、橫截面積、材料三個(gè)因素，b、c、d與a分別有一個(gè)因素不同實(shí)驗(yàn)原理串聯(lián)的a、b、c、d電流相同，電壓與導(dǎo)體的電阻成正比，測量出它們的電壓就可知道電阻比，從而分析出影響導(dǎo)體電阻大小的有關(guān)因素（2）邏輯推理探究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系：一條導(dǎo)線可看成有相同長度的多段導(dǎo)線串聯(lián),由串聯(lián)電路的性質(zhì)可分析出導(dǎo)體的電阻rl。導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系：多條長度、材料、橫截面積都相同的導(dǎo)體緊緊束在一起，由并聯(lián)電路的性質(zhì)分析出導(dǎo)體

3、的電阻r。導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系：由實(shí)驗(yàn)探究得到長度、橫截面積相同而材料不同的導(dǎo)體電阻不同。二、電阻定律1內(nèi)容同種材料的導(dǎo)體，其電阻r與它的長度l成正比，與它的橫截面積s成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。2公式r。3符號意義l表示導(dǎo)體沿電流方向的長度，s表示垂直電流方向的橫截面積，是電阻率，表征材料的導(dǎo)電性能.4材料特性應(yīng)用（1）連接電路的導(dǎo)線一般用電阻率小的金屬制作。（2）金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用來制作電阻溫度計(jì)，精密的電阻溫度計(jì)用鉑制作。（3）有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻.1自主思考-判一判(1)導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的長度和橫截面積兩個(gè)因素決定.（）

4、（2）一根阻值為r的均勻電阻線,均勻拉長為原來的2倍，電阻變?yōu)?r.（）（3）由r可知,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比。（）（4)金屬電阻隨溫度變化的原因是熱脹冷縮導(dǎo)致金屬電阻的長短和橫截面積發(fā)生變化，所以金屬的電阻隨溫度變化的幅度不大。()（5)溫度變化導(dǎo)致金屬電阻變化的原因是金屬的電阻率隨溫度變化。（）(6)金屬導(dǎo)線對折或拉伸后電阻發(fā)生變化的原因不是電阻率的變化，而是導(dǎo)線長度、橫截面積的變化.（)2合作探究-議一議(1）由影響導(dǎo)體電阻的因素分析為什么幾個(gè)電阻串聯(lián)，總電阻增大，幾個(gè)電阻并聯(lián)總電阻減??？提示：幾個(gè)電阻串聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的長度，幾個(gè)電阻并聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)

5、體的橫截面積。(2）實(shí)驗(yàn)室中有一種測電阻的儀器叫歐姆表，用該表可以直接測出“220 v100 w”的燈泡不工作時(shí)的電阻為幾十歐姆，而用r計(jì)算出的電阻為484 ，試探究其原因。提示：用r計(jì)算出的電阻是指燈泡正常工作時(shí)電阻，正常工作時(shí)，燈絲溫度高達(dá)幾千度，而用歐姆表測得的是常溫電阻，這也充分說明導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān).對電阻定律的理解1公式r是導(dǎo)體電阻的決定式，圖2。6.1中所示為一塊長方體鐵塊，若通過電流i1，則r1；若通過電流i2，則r2。圖 2。6。1導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，是由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定的.2適用條件：溫度一定，粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。3電阻定律是通過大

6、量實(shí)驗(yàn)得出的規(guī)律.4r與r的比較rr意義電阻定律的表達(dá)式，也是電阻的決定式電阻的定義式，r與u、i無關(guān)作用提供了測定電阻率的一種方法：r提供了測定電阻的一種方法：伏安法適用范圍適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液、等離子體純電阻元件聯(lián)系導(dǎo)體的電阻取決于導(dǎo)體本身的材料、長度和橫截面積，而不是u和i典例如圖2.6。2所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab2bc.當(dāng)將a與b接入電壓為u的電路中時(shí)，電流為i；若將c與d接入電壓為u的電路中，則電流為（）圖26。2a4ib2ic.i d.i解析設(shè)沿ab方向的橫截面積為s1，沿cd方向的橫截面積為s2，則有，ab接入電路時(shí)電阻為r1，cd接入電路時(shí)電阻

7、為r2，則有，由歐姆定律得電流之比，解得i24i14i，故a正確。答案a公式r的應(yīng)用策略（1)公式r中的l是沿電流方向的導(dǎo)體長度，s是垂直于電流方向的橫截面積。(2）一定幾何形狀的導(dǎo)體，電阻的大小與接入電路的具體方式有關(guān)，在應(yīng)用關(guān)系r求電阻時(shí)要注意導(dǎo)體長度和橫截面積的確定。(3）一定形狀的幾何導(dǎo)體當(dāng)長度和橫截面積發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體的電阻率不變，體積不變,由vsl可知l和s成反比，這是解決此類電阻變化問題的關(guān)鍵. 1一同學(xué)將變阻器與一只6 v、68 w的小燈泡l及開關(guān)s串聯(lián)后接在6 v的電源e上，當(dāng)s閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光。按圖2。63所示的接法，當(dāng)滑片p向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡將（)圖26.3a變暗b變亮

8、c亮度不變 d可能燒壞燈泡解析:選b由題圖可知，變阻器接入電路的是pb段的電阻絲，由于燈泡的額定電壓等于電源電壓,所以不可能燒壞燈泡.當(dāng)滑片p向右滑動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻絲變短，電阻減小，燈泡變亮，b選項(xiàng)正確。2.目前集成電路的集成度很高，要求里面的各種電子元件都微型化,集成度越高，電子元件越微型化、越小。圖2.6。4中r1和r2是兩個(gè)材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體,但r2的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于r1的尺寸.通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則關(guān)于這兩個(gè)導(dǎo)體的電阻r1、r2關(guān)系的說法正確的是(）圖2。64ar1r2 br1r2cr1r2 d無法確定解析:選c設(shè)正方形導(dǎo)體表面的邊長為a，厚度為d,材料

9、的電阻率為，根據(jù)電阻定律得r，可見正方形電阻的阻值只和材料的電阻率及厚度有關(guān)，與導(dǎo)體的其他尺寸無關(guān),選項(xiàng)c正確。3兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻地拉長到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來，則它們的電阻之比為多少?解析：金屬裸導(dǎo)線原來的電阻為r,拉長后l2l，又因?yàn)轶w積vls不變，所以s，所以r44r，對折后l，s2s，所以r，所以rr161。答案：161電阻與電阻率的比較典例關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中，正確的是()a導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，因此，只有導(dǎo)體有電流通過時(shí)，才具有電阻b由r可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比c將一根導(dǎo)線一分

10、為二,則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一d某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零解析導(dǎo)體的電阻率由材料本身性質(zhì)決定,并隨溫度變化而變化，導(dǎo)體的電阻與長度、橫截面積有關(guān)，與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體中電流大小無關(guān)，a、b、c錯(cuò)；電阻率反映材料的導(dǎo)電性能,電阻率常與溫度有關(guān)，存在超導(dǎo)現(xiàn)象，d對。答案d 電阻與電阻率的對比電阻r電阻率描述對象導(dǎo)體材料物理意義反映導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，r大，阻礙作用大反映材料導(dǎo)電性能的好壞，大，導(dǎo)電性能差決定因素由材料、溫度和導(dǎo)體形狀決定由材料、溫度決定,與導(dǎo)體形狀無關(guān)單位歐姆(）歐姆米(m）聯(lián)系r，大，r不一定大，導(dǎo)體對電流阻礙作用不一定大；r大

11、,不一定大，導(dǎo)電性能不一定差1關(guān)于金屬的電阻率，下列說法正確的是（）a純金屬的電阻率小，合金的電阻率較大，絕緣體的電阻率最大b純金屬的電阻率隨溫度的升高而減小，絕緣體的電阻率隨溫度的升高而增大c合金的電阻率隨溫度的升高而減小d電阻率的大小只隨溫度的變化而變化，與材料無關(guān)解析：選a由不同種類金屬的電阻特點(diǎn)知a對。純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，而合金的電阻率隨溫度的升高增加量很小或不變,b、c錯(cuò).電阻率除與溫度有關(guān)外,還與材料有關(guān)，d錯(cuò)。2關(guān)于材料的電阻率，下列說法中正確的是（）a把一根長導(dǎo)線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的三分之一b材料的電阻率隨溫度的升高而增大c合金的電阻率大于構(gòu)成

12、該合金的任一純金屬的電阻率d電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大解析：選c電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性，與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān),a選項(xiàng)錯(cuò)。金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大,半導(dǎo)體材料則相反，b選項(xiàng)錯(cuò)。合金的電阻率比任一組分的純金屬的電阻率大，c選項(xiàng)對.電阻率大表明材料的導(dǎo)電性能差，不能表明對電流的阻礙作用一定大,因?yàn)殡娮璨攀欠从硨﹄娏髯璧K作用大小的物理量，而電阻還跟導(dǎo)體的長度、橫截面積等因素有關(guān),d選項(xiàng)錯(cuò).1若常溫下的超導(dǎo)體研制成功，它適于做（)a保險(xiǎn)絲b輸電線c電爐絲 d電阻溫度計(jì)解析：選b超導(dǎo)體電阻為零，不能產(chǎn)熱可用來做輸電線。2白熾燈的燈絲是

13、由鎢制成的，下列說法中正確的是（)a由于白熾燈正常工作時(shí)的燈絲和未接入電路時(shí)的燈絲是同一個(gè)導(dǎo)體，故兩種情況下電阻相同b白熾燈正常工作時(shí)燈絲電阻大于未接入電路時(shí)燈絲電阻c白熾燈正常工作時(shí)燈絲電阻小于未接入電路時(shí)燈絲電阻d條件不足，不能確定解析：選b白熾燈的燈絲為金屬，所以電阻率隨溫度的升高而增大,正常工作時(shí)溫度高于不工作時(shí)的溫度，所以工作時(shí)的電阻大于不工作時(shí)的電阻,b對。3. (多選)如圖1所示的滑動(dòng)變阻器中,a、b、c、d是它的四個(gè)接線柱，p是滑動(dòng)觸片?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器接入電路中,并要求滑動(dòng)觸片p向接線柱c移動(dòng)時(shí)，電路中的電流減小，則接入電路中的接線柱可能是（)圖1aa和b ba和ccb和c d

14、b和d解析:選cd滑動(dòng)變阻器是通過改變接入電路中的電阻絲長度，使接入電路中的電阻發(fā)生變化的。要使滑動(dòng)觸片p向c移動(dòng)時(shí)電路中的電流減小,則接入電路中的電阻絲的電阻應(yīng)增大，電阻絲的長度應(yīng)變長?；瑒?dòng)觸片p與接線柱c、d之間沒有電阻，所以接入電路中的一個(gè)接線柱必須是c或d;在滑動(dòng)觸片p向c移動(dòng)時(shí)，只有b、p之間的電阻絲長度在變長，所以接入電路的另一個(gè)接線柱只能是b?？梢?，接入電路中的接線柱可以是b和c，或者是b和d，本題應(yīng)選c和d。4(多選)金屬材料的電阻率有以下特點(diǎn)：一般而言,純金屬的電阻率小,合金的電阻率大；金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，有的金屬電阻率隨溫度變化而顯著變化，有的合金的電阻率幾乎不

15、受溫度的影響。根據(jù)以上的信息,判斷下列說法中正確的是（）a連接電路用的導(dǎo)線一般不用合金來制作b電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作c電阻溫度計(jì)一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來制作d標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用電阻率隨溫度變化而顯著變化的金屬材料制作解析：選ab電路中導(dǎo)線輸送電能,但由于導(dǎo)線本身有電阻,所以導(dǎo)線也要消耗電能，并轉(zhuǎn)化為熱量，導(dǎo)線電阻越小,在其他條件一定的情況下，損耗的電能也越小,故應(yīng)選擇電阻率小的材料,由提供的信息純金屬較合適;電爐等電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作,流過電熱器的電流與導(dǎo)線上的電流相等,但電熱器卻能明顯發(fā)熱，說明其電阻大,選擇電阻率大的合金絲較合適；電阻溫度計(jì)是利用材料的電阻率隨

16、溫度有明顯變化的原理工作的，電阻率幾乎不受溫度影響的顯然不能成為電阻溫度計(jì)的材料。綜上所述，正確的判斷應(yīng)為a、b。5。兩根材料相同的均勻?qū)Ь€a和b,其長度分別為l和2l，串聯(lián)在電路中時(shí)沿長度方向電勢的變化如圖2所示，則a和b導(dǎo)線的橫截面積之比為（）圖2a23 b13c12 d31解析：選b由圖像可知兩導(dǎo)線電壓降分別為ua6 v，ub4 v；由于它們串聯(lián)，則3rb2ra;由電阻定律可知,得，選項(xiàng)b正確。6。 （2015安徽高考)一根長為l、橫截面積為s的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí),棒內(nèi)產(chǎn)生電流,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均

17、速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大小為（)圖3a. b。cnev d.解析：選c由電流定義可知:inesv，由歐姆定律可得：uirnesvnelv，又e,故enev,選項(xiàng)c正確.7(多選）滑動(dòng)變阻器的原理如圖4所示，則下列說法中正確的是()圖4a若將a、c兩端連在電路中,則當(dāng)滑片op向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的阻值增大b若將a、d兩端連在電路中,則當(dāng)滑片op向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值減小c將滑動(dòng)變阻器以限流式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱d將滑動(dòng)變阻器以分壓式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱解析：選ad若將a、c兩端連在電路中，ap部分連入電路，則當(dāng)滑片op向右滑動(dòng)時(shí)，該部分的導(dǎo)線長度變長

18、，變阻器接入電路中的阻值將增大，a正確；若將a、d兩端連在電路中，也是ap部分連入電路，則當(dāng)滑片op向右滑動(dòng)時(shí)，該部分的導(dǎo)線長度變長，變阻器接入電路中的阻值將增大，b錯(cuò)誤；a、b兩個(gè)選項(xiàng)中均為限流式接法，可見在限流式接法中，a、b兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)接入電路即可,c錯(cuò)誤;在滑動(dòng)變阻器的分壓式接法中，a、b兩個(gè)接線柱必須接入電路，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)接入電路即可，d正確.8橫截面直徑為d，長為l的導(dǎo)線，兩端電壓為u,當(dāng)這三個(gè)量中一個(gè)量改變時(shí)，對自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率的影響是（)a電壓u加倍時(shí),自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變b導(dǎo)線長度l加倍時(shí)，自由電子定

19、向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變c導(dǎo)線截面的直徑加倍時(shí)，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變d導(dǎo)線截面的直徑加倍時(shí)，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率加倍解析：選c由歐姆定律i、電阻定律r和電流的微觀表達(dá)式invsq可共同求得自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率大小為：v。由上式可知,當(dāng)電壓u加倍時(shí),自由電子定向移動(dòng)的平均速率加倍,選項(xiàng)a錯(cuò)誤。導(dǎo)線長度l加倍時(shí)，平均速率減為原來的一半，選項(xiàng)b錯(cuò)。導(dǎo)線截面的直徑加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變，故選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤.9如圖5是橫截面積、長度均相同的甲、乙兩根電阻絲的i。r圖像.現(xiàn)將甲、乙串圖 5聯(lián)后接入電路中,則(）a甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓小b甲電阻絲的電阻率

20、比乙電阻絲的電阻率小c在相同時(shí)間內(nèi),電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少d甲電阻絲消耗的電功率比乙電阻絲消耗的電功率小解析：選c若將兩電阻絲串聯(lián)接入電路中,由于通過兩電阻絲的電流相同，由圖像可知，此時(shí)甲的電阻大于乙的電阻,所以甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓大，a錯(cuò)誤；由于兩電阻絲的橫截面積、長度均相同，故甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率大，b錯(cuò)誤；由qi2rt可知，在相同時(shí)間內(nèi),電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少,c正確；由pi2r可知d錯(cuò)誤。10甲、乙兩根保險(xiǎn)絲均為同種材料制成，直徑分別是d10。5 mm和d21 mm，熔斷電流分別為2.0 a和6。0 a。把以上兩根保險(xiǎn)絲各取等長一段并聯(lián)后

21、再接入電路中，允許通過的最大電流是(）a6.0 a b7。5 ac10。0 a d8。0 a解析：選b因甲、乙兩保險(xiǎn)絲等長,由r，知4。當(dāng)r1、r2并聯(lián)時(shí)，令i12 a,則由i1r1i2r2得i28 a6 a，故i1不能取2 a；令i26 a，則由i1r1i2r2得i11.5 a2。0 a，故兩者并聯(lián)時(shí)，整個(gè)電路允許通過的最大電流ii1i2（1。56）a7。5 a。故選項(xiàng)b正確。11在做“決定電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次需挑選下表中兩根合適的導(dǎo)線,測出通過它們的電流大小，然后進(jìn)行比較，最后得出結(jié)論。導(dǎo)線號碼abcdefg長度/m1.00。51.51.01.21.50.5橫截面積/mm23。20

22、。81.20。81。21.21。2材料錳銅鎢鎳鉻錳銅鎢錳銅鎳鉻（1)為了研究電阻與導(dǎo)體材料有關(guān),應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是（填號碼)_；（2）為了研究電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān),應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是_;（3）為了研究電阻與橫截面積的關(guān)系,應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是_;(4)本實(shí)驗(yàn)所采用的方法是_.解析：(1）研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系，應(yīng)該選長度和橫截面積都相同的兩根導(dǎo)線，即選c、f;(2）研究電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系，應(yīng)該選材料和橫截面積都相同的兩根導(dǎo)線,即選c、g;(3）研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系,應(yīng)該選長度和材料都相同的兩根導(dǎo)線，即選a、d。答案：(1）cf(2)cg(3）ad(4)控制變量法12.工業(yè)上采用一種稱

23、為“電導(dǎo)儀”的儀器測量液體的電阻率，其中一個(gè)關(guān)鍵部件如圖6所示，a、b是兩片面積為1 cm2的正方形鉑片，間距為d1 cm，把它們浸在待測液體中,若通過兩根引線加上u6 v的電壓時(shí)，測出電流i1 a，則這種液體的電阻率為多少?圖6解析：r 6106 由題意知：ld102 m，s104 m2由r得 m6104 m。答案：6104 m實(shí)驗(yàn)：測定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測微器)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)伏安法測電阻，并測出金屬絲的電阻率。2練習(xí)使用螺旋測微器。二、實(shí)驗(yàn)原理1實(shí)驗(yàn)測定金屬電阻率的理論依據(jù)是電阻定律.2金屬絲的電阻值可以用伏安法測出.3金屬絲的長度應(yīng)用毫米刻度尺測定，金屬絲的直徑可以用螺旋

24、測微器測定。4螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則測量值固定刻度整毫米數(shù)(半毫米數(shù))可動(dòng)刻度讀數(shù)（含估讀）0.01 mm。三、實(shí)驗(yàn)電路電流表仍然外接，而滑動(dòng)變阻器一般采用限流式接法即可，如圖1所示.圖1四、實(shí)驗(yàn)器材毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電流表、直流電壓表、滑動(dòng)變阻器（050 )、電池組、開關(guān)、導(dǎo)線、待測金屬絲等。五、實(shí)驗(yàn)步驟1用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度l，反復(fù)測量三次，并記錄。2用螺旋測微器在導(dǎo)線的三個(gè)不同位置上各測一次，并記錄。測量次數(shù)123平均值金屬絲長l/m金屬絲直徑d/m3.依照實(shí)驗(yàn)電路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大。4電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)s。改變滑動(dòng)變阻器

25、滑動(dòng)觸頭的位置，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。測量次數(shù)123電阻平均值電壓u/v電流i/a電阻rx/5。拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材.六、數(shù)據(jù)處理1金屬絲直徑的測量（1)特別注意半刻度是否露出。(2)因螺旋測微器的精確度為0.01 mm，可動(dòng)刻度上對齊的格數(shù)需要估讀，所以，若以毫米為單位的話，最后一位應(yīng)出現(xiàn)在小數(shù)點(diǎn)后的第三位上。(3)把三個(gè)不同位置的測量結(jié)果求平均值作為直徑d。2金屬絲長度的測量（1)應(yīng)測量接入電路中的有效長度.（也要估讀)（2)把3次測量結(jié)果求平均值作為長度l。3電阻r的測量（1)平均值法:可以用每次測量的u、i分別計(jì)算出電阻，再求

26、出電阻的平均值，作為測量結(jié)果。（2)圖像法：可建立u。i坐標(biāo)系，將測量的對應(yīng)u、i值描點(diǎn)作出圖像，利用圖像斜率來求出電阻值r。4電阻率的計(jì)算將測得的r、l、d的值，代入電阻率計(jì)算公式中，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。七、誤差分析1金屬絲直徑、長度的測量帶來偶然誤差.2電流表外接法，r測r真導(dǎo)致測真（系統(tǒng)誤差）。3通電時(shí)間過長,電流過大，都會(huì)導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化（系統(tǒng)誤差）。八、注意事項(xiàng)1為了方便，應(yīng)在金屬導(dǎo)線連入電路前測導(dǎo)線直徑，為了準(zhǔn)確，應(yīng)測量拉直懸空的連入電路的導(dǎo)線的有效長度，且各測量三次，取平均值。2測量電路應(yīng)選用電流表外接法，且測電阻時(shí)，電流不宜過大，通電時(shí)間不宜太長，因?yàn)殡娮杪孰S溫度而改變。

27、3為準(zhǔn)確求出r的平均值，應(yīng)多測幾組u、i數(shù)值，然后采用u。i圖像法求出電阻.4滑動(dòng)變阻器用限流式接法就可以滿足該實(shí)驗(yàn)的要求。例1在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，圖2(1）某同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲直徑時(shí)，測得結(jié)果如圖2甲所示，則該金屬絲的直徑為_mm。(2）用量程為3 v的電壓表和量程為0。6 a的電流表測金屬絲的電壓和電流時(shí)讀數(shù)如圖乙所示，則電壓表的讀數(shù)為_v，電流表的讀數(shù)為_a。（3）用米尺測量金屬絲的長度l0。810 m。利用以上測量數(shù)據(jù)，可得這種材料的電阻率為_ m(保留兩位有效數(shù)字）。解析（1）螺旋測微器的讀數(shù)為:d2.5 mm43.50。01 mm2。935 mm。(2）因電壓表的

28、每小格讀數(shù)為0。1 v，所以應(yīng)估讀到0.01 v，所以電壓表的讀數(shù)為:u2.60 v；同理，電流表的每小格讀數(shù)為0.02 a，應(yīng)估讀到0。01 a，所以電流表的讀數(shù)為:i0。52 a。（3)根據(jù)r得：帶入數(shù)據(jù)得：4。2105m。答案（1）2。935（2）2。600.52（3)4。2105例2在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用測量儀器均已校準(zhǔn)。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3所示,其讀數(shù)應(yīng)為_mm（該值接近多次測量的平均值)。圖3(2）用伏安法測金屬絲的電阻rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢3 v，內(nèi)阻約1 ）、電流表（內(nèi)

29、阻約0。1 ）、電壓表(內(nèi)阻約為3 k）、滑動(dòng)變阻器r（020 ，額定電流2 a)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量rx是采用圖4中的_圖(選填“甲”或“乙”）.圖4(3)圖5是測量rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片p置于變阻器的一端。請根據(jù)（2）中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)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5(

30、4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立u、i坐標(biāo)系，如圖6所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請?jiān)趫D中標(biāo)出第1、5、7次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出u。i圖線。由圖線得到金屬絲的電阻值rx_(保留兩位有效數(shù)字).圖6(5）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為_(填選項(xiàng)前的符號)。a1102 mb1103 mc1106 m d1108 m(6)任何實(shí)驗(yàn)測量都存在誤差，本實(shí)驗(yàn)所用測量儀器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說法中正確的是_（有多個(gè)正確選項(xiàng)）。a用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)，由讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差b由電流表和電壓表內(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(jì)算在內(nèi),可以消除

31、由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差d用u。i圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差解析（2）此問是本題的亮點(diǎn).通過給定的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電壓接近從0開始，故必須采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法。(3)采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，連線時(shí)應(yīng)使測量電路在開始時(shí)分到的電壓為0(如圖所示)。（4)圖線應(yīng)過原點(diǎn),且使大多數(shù)點(diǎn)在一條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，明顯偏離的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖所示。(5)r，s2，取d4104m，l0。5 m，r4.5 ,解得1106 m。（6)系統(tǒng)誤差是由儀器的某些不完善或?qū)嶒?yàn)方法不夠完善等產(chǎn)生的，其測量結(jié)果總是偏大或偏小；偶然誤差具有隨機(jī)性，可以通過多次測量取平均值來減小偶然誤差。答案（

32、1)0.397（0.3950。399均可)(2)甲（3）見解析圖（4）見解析圖45(4.34。7均可)（5）c（6）cd1(多選）在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,以下操作中錯(cuò)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(gè)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(shí)采用電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值d實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變解析：選ac實(shí)驗(yàn)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)，電壓表對它分流作用很小,應(yīng)采用電流表外接法.故a、c操作錯(cuò)誤.2

33、（多選)在“測定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于誤差的下列說法中正確的是()a電流表采用外接法，將會(huì)使測真b電流表采用外接法，由于電壓表的并聯(lián)引起了電阻絲分壓的減小而引起測量誤差c由可知，i、d、u、l中每一個(gè)物理量的測量都會(huì)引起的測量誤差d由可知對實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性影響最大的是直徑d的測量解析：選acd由于采用外接法,將導(dǎo)致r測r真，由可知測真，a對;雖然電壓表的并聯(lián)引起電阻絲分得電壓減小,但是計(jì)算電阻絲的電阻用的是電壓和電流的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系,只是由于電壓表的分流會(huì)使電流i的測量值偏大，電阻測量值偏小，引起誤差，b錯(cuò)；由可知每一個(gè)物理量測量都會(huì)引起的誤差，但由于直徑的指數(shù)為2，所以對結(jié)果影響最大的是d的測

34、量，c、d對。3（1）在測定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖7所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_ mm，合金絲的直徑為_mm。圖7（2)為了精確測量合金絲的電阻rx，設(shè)計(jì)出如圖8甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物電路連接。圖8解析：（1)由于螺旋測微器開始起點(diǎn)有誤差，估讀為0.007 mm,測量后要去掉開始誤差.(2）將電表連入電路時(shí)注意電流要從正接線柱流入，掌握滑動(dòng)變阻器的分壓接法。答案:（1)0.0070。638（2）如圖所示4。某同學(xué)在一次“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,用米尺測出接入電路部分的金屬絲長度為l0。720 m，用螺旋測微器測出金屬絲直

35、徑(刻度位置如圖9所示)，用伏安法測出金屬絲的電阻（阻值大約為5 )，然后計(jì)算出該金屬材料的電阻率。在用伏安法測定金屬絲的電阻時(shí)，除被測金屬絲外,還有如下實(shí)驗(yàn)器材：圖9a直流電源(輸出電壓為3 v)b電流表a（量程00。6 a，內(nèi)阻約0。125 )c電壓表v（量程03 v，內(nèi)阻3 k)d滑動(dòng)變阻器（最大阻值20 )e開關(guān)、導(dǎo)線等（1)從圖中讀出金屬絲的直徑為_mm。（2)根據(jù)所提供的器材，在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（3)若根據(jù)伏安法測出金屬絲的阻值為rx4。0 ，則這種金屬材料的電阻率為_ m。（保留兩位有效數(shù)字)解析：(3)由r得,將rx4。0 、l0.720 m、d0。600 mm0.600103 m代入得1.6106m。答案：(1）0。600(2)如圖所示（3)1.61065某實(shí)驗(yàn)小組在“測定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)過程中，獲得的金屬絲直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖10所示，則它們的值分別是_mm，_a，_v。圖10已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為010 ,電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20 k。電源為干電池(不宜在長時(shí)間、大功率狀況下使用），電動(dòng)勢e4。5 v，內(nèi)阻很小.則圖11中_(