高考物理總復(fù)習(xí)第八章恒定電流8-3-1實驗八測定金屬的電阻率

試驗八測定金屬電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)01020304熱點三試驗拓展創(chuàng)新備選訓(xùn)練、高考模擬演練試驗基礎(chǔ)梳理

熱點一游標(biāo)卡尺、螺旋測微器讀數(shù)

熱點二教材原型試驗伏安法測電阻

1/50試驗基礎(chǔ)梳理【試驗?zāi)繕?biāo)】1.掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺原理及計數(shù)方法2.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器使用方法及電流表和電壓表讀數(shù)方法3.會用伏安法測電阻，并能測定金屬電阻率【試驗原理】2/50【試驗器材】被測金屬導(dǎo)線,直流電源（4V）,電流表（0-0.6A),電壓表(0-3V),滑動變阻器(50Ω),開關(guān),導(dǎo)線若干,螺旋測微器,米尺【試驗方法】伏安法試驗基礎(chǔ)梳理3/50【試驗步驟】試驗基礎(chǔ)梳理4/50【數(shù)據(jù)處理】試驗基礎(chǔ)梳理5/50【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:本試驗中被測金屬絲阻值較小，故采取電流表外接法；(3)變阻器調(diào)整:開關(guān)S閉合前，滑動變阻器阻值要調(diào)至最大.(4)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，造成電阻率在試驗過程中變大．(5)實物連線:試驗連線時，應(yīng)先從電源正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動變阻器連成干路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲兩端．試驗基礎(chǔ)梳理6/50【誤差分析】1.測量誤差：測量金屬絲直徑、長度以及電流、電壓時出現(xiàn)讀數(shù)誤差．2.測量電路中電流表及電壓表對電阻測量影響，因為電流表外接，所以R測<R真，由R＝ρl/S，知ρ測<ρ真．3.通電電流過大，時間過長，致使電阻絲發(fā)燒，電阻率隨之改變帶來誤差．試驗基礎(chǔ)梳理7/50試驗熱點突破熱點一游標(biāo)卡尺、螺旋測微器讀數(shù)1、游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法：“三看”(1)第一看→準確度比如(如圖所表示)易錯讀成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正確應(yīng)為11.4mm，游標(biāo)卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。比如(如圖所表示)易錯讀成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正確應(yīng)為10.60mm。(2)第二看→游標(biāo)尺上0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端比如(如圖所表示)易錯讀成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正確讀數(shù)為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm8/50試驗熱點突破2．螺旋測微器讀數(shù)螺旋測微器讀數(shù)＝固定刻度部分讀數(shù)(mm)＋可動刻度部分讀數(shù)×準確度(mm)。3．電壓表和電流表(1)0～3V電壓表和0～3A電流表讀數(shù)方法相同，此量程下準確度是0.1V或0.1A，看清楚指針實際位置，讀到小數(shù)點后面兩位。(2)對于0～15V量程電壓表，準確度是0.5V，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位，即讀到0.1V。(3)對于0～0.6A量程電流表，準確度是0.02A，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”，即讀到最小刻度二分之一0.01A。

9/50試驗熱點突破例1(1)如圖所表示三把游標(biāo)卡尺，它們游標(biāo)卡尺從上至下分別為9mm長10等分、19mm長20等分、49mm長50等分，它們讀數(shù)依次為________mm，________mm，________mm。

(2)使用螺旋測微器測量金屬絲直徑，示數(shù)如圖所表示，則金屬絲直徑是______mm。轉(zhuǎn)到解析10/50試驗熱點突破轉(zhuǎn)回原題解析

(1)圖甲讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1mm＝0.7mm，最終結(jié)果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。圖乙讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05mm＝0.85mm，最終結(jié)果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。圖丙讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是9×0.02mm＝0.18mm，最終結(jié)果是3mm＋0.18mm＝3.18mm。(2)固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米從可動刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最終讀數(shù)：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。

11/50試驗熱點突破例1

(3)①圖甲使用0.6A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3A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。②圖乙使用較小量程時，每小格表示________V，圖中表針示數(shù)為________V。若使用是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________V，圖中表針示數(shù)為________V。

轉(zhuǎn)到解析12/50試驗熱點突破解析(3)①使用0.6A量程時，刻度盤上每一小格為0.02A，表針示數(shù)為0.44A；當(dāng)使用3A量程時，每一小格為0.1A，表針示數(shù)為2.20A。②電壓表使用3V量程時，每小格表示0.1V，表針示數(shù)為1.70V；使用15V量程時，每小格表示0.5V，表針示數(shù)為8.5V。

轉(zhuǎn)回原題13/50試驗熱點突破(4)旋鈕式電阻箱如圖所表示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路電阻為______Ω。今欲將接入電路電阻改為2087Ω，最簡單操作方法是________。若用兩個這么電阻箱，即可得到電阻值范圍為_____________。轉(zhuǎn)到解析19870～19998Ω看法析14/50試驗熱點突破解析(4)電阻為1987Ω。最簡單操作方法是將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0。每個電阻箱最大阻值是9999Ω，用這么兩個電阻箱串聯(lián)可得到最大電阻是2×9999Ω＝19998Ω。故用兩個這么電阻箱，可得到電阻值范圍為0～19998Ω。答案(1)17.7

23.85

3.18

(2)2.150

(3)①0.02

0.44

0.1

2.20②0.1

1.70

0.5

8.5

(4)1987將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0，0～19998Ω轉(zhuǎn)回原題15/50試驗熱點突破變式訓(xùn)練1某試驗探究小組同學(xué)準備測量電爐絲電阻率，他們首先用螺旋測微器測出一段電爐絲直徑和長度如圖甲、乙所表示，則該電爐絲直徑為________mm，長度為________mm。該小組同學(xué)又從標(biāo)稱為“220V

500W”“220V

300W”“220V

25W”3個電爐中任選一個，正確使用多用電表歐姆×10擋測量其阻值，結(jié)果如圖丙所表示，則該電爐阻值是________Ω，選標(biāo)稱功率為________W電爐絲。

轉(zhuǎn)到解析0.90033.1016430016/50試驗熱點突破解析由圖甲所表示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動刻度示數(shù)為40.0×0.01mm＝0.400mm，金屬絲直徑為0.5mm＋0.400mm＝0.900mm；由圖乙所表示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為3.3cm＝33mm，游標(biāo)尺示數(shù)為2×0.05mm＝0.10mm，金屬絲長度為33mm＋0.10mm＝33.10mm；由圖丙可知，該電爐阻值是16.5×10Ω＝165Ω，依據(jù)P＝得功率P＝＝293W，故選標(biāo)稱功率為300W電爐絲。答案

0.900

33.10

164

300

轉(zhuǎn)回原題17/50內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋IV電阻測量值R測＝＝Rx＋RA＞Rx，測量值大于真實值R測＝＝＜Rx，測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx適適用于測量大阻值電阻小阻值電阻試驗熱點突破熱點二教材原型試驗

伏安法測電阻電流表內(nèi)接法和外接法比較18/50試驗熱點突破例2某試驗小組嘗試測量一段電阻絲電阻率?？晒┻x擇器材有：A．電池組E(電動勢為3V，內(nèi)阻約5Ω)；B．電壓表V(量程為0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)；C．電阻箱R(0～999.9Ω)；D．開關(guān)、導(dǎo)線若干。完成以下填空：(1)把電阻絲拉直后用螺旋測微器測量電阻絲直徑，測量結(jié)果如圖甲所表示，其讀數(shù)為d＝________mm。(2)將電阻絲兩端固定在有刻度尺接線板兩端接線柱上，在被固定電阻絲上夾一個與接線柱c相連小金屬夾P。試驗要求將a、c端接入電路，且將小金屬夾P右移、電阻箱阻值減小時，接入電路電壓表讀數(shù)保持不變，如圖乙所表示，請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丙中完成電路連接。0.40019/50試驗熱點突破(3)圖乙中電壓表讀數(shù)為U＝________V。(4)改變金屬夾P與電阻絲接觸點位置，調(diào)整電阻箱接入電路中阻值，使電壓表讀數(shù)保持不變，如圖乙所表示。重復(fù)屢次，統(tǒng)計每一次電阻箱阻值R和接入電路電阻絲長度L，數(shù)據(jù)如表格所表示。斷開開關(guān)，整理試驗器材。請在圖丁中描點，并作出R－L圖象。(5)依據(jù)R－L圖象和已知數(shù)據(jù)，可求出該電阻絲電阻率為________Ω·m。(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

R/Ω21.017.013.09.0L/cm20.0040.0060.0080.002.502.5×10-620/50試驗熱點突破解析

(1)螺旋測微器讀數(shù)要估讀到0.001mm，讀數(shù)為0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm。(2)試驗要求a、c接入電路，且P右移、電阻箱阻值減小時，電壓表讀數(shù)保持不變，則電阻箱和電阻絲應(yīng)該串聯(lián)，電壓表測量二者電壓和。試驗電路連接見答案圖甲所表示。

21/50試驗熱點突破22/50變式訓(xùn)練2試驗室購置了一捆標(biāo)稱長度為100m銅導(dǎo)線，某同學(xué)想經(jīng)過試驗測定其實際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖5甲所表示電路測出銅導(dǎo)線電阻Rx，從而確定導(dǎo)線實際長度?？晒┦褂闷鞑挠校弘娏鞅恚毫砍?.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；滑動變阻器R1：最大阻值5Ω；滑動變阻器R2：最大阻值20Ω；定值電阻：R0＝3Ω；電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計；開關(guān)、導(dǎo)線若干?；卮鹨韵聠栴}：轉(zhuǎn)到下頁試驗熱點突破23/50回答以下問題：(1)試驗中滑動變阻器應(yīng)選______(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至______(填“a”或“b”)端。(2)在實物圖6中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請依據(jù)圖甲電路完成剩下部分連接。(3)調(diào)整滑動變阻器，當(dāng)電流表讀數(shù)為0.50A時，電壓表示數(shù)如圖乙所表示，讀數(shù)為______V。(4)導(dǎo)線實際長度為__________m(保留2位有效數(shù)字)。

轉(zhuǎn)到解析轉(zhuǎn)回上頁試驗熱點突破24/50轉(zhuǎn)回原題試驗熱點突破25/50方法技巧1．儀器選擇普通步驟(1)首先選擇唯一性器材；(2)粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；(3)估算回路中電流和電壓最大值，在電表指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超出其量程情況下，結(jié)合已知器材規(guī)格，確定試驗電路和試驗器材。2．實物圖連線基本標(biāo)準對限流式電路，普通是從電源正極開始，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接線柱中任選一個，依據(jù)電路中電流流向?qū)y量電路部分連接起來即可。試驗熱點突破26/50試驗熱點突破熱點三試驗拓展創(chuàng)新1．等效替換法測電阻如圖所表示。

(1)S接1，調(diào)整R2，讀出表示數(shù)為I；(2)S接2，R2不變，調(diào)整電阻箱R1，使表示數(shù)仍為I；(3)由以上可得Rx＝R1。

該方法優(yōu)點是消除了表內(nèi)阻對測量影響，缺點是電阻箱電阻R1不能連續(xù)改變。

27/50試驗熱點突破例3電學(xué)試驗中經(jīng)常需要測量電阻阻值：(1)測電阻方法有很各種，現(xiàn)在有一只標(biāo)“220V

40W”燈泡，它正常工作時電阻為________Ω。若用多用電表歐姆擋來測量這只燈泡電阻，則測出電阻值就________(填“大于”“等于”或“小于”)燈泡正常工作時電阻值。(2)用以下器材設(shè)計一個試驗，測量該燈泡正常工作時電阻值。A．220V交流電源B．單刀雙擲開關(guān)一只C．電阻箱一只(0～999.9Ω，額定電流0.5A)D．固定電阻一只(0.5kΩ，額定電流0.3A)E．交流電流表一只(0～0.3A)請在方框內(nèi)畫出電路原理圖。

28/50試驗熱點突破29/50試驗熱點突破2．半偏法測電表內(nèi)阻

(1)半偏法近似測量電流表內(nèi)阻。30/50試驗熱點突破31/50試驗熱點突破(2)半偏法近似測量電壓表內(nèi)阻。方法一：如圖所表示，測量電壓表內(nèi)阻，操作步驟以下：①閉合S，調(diào)整電阻箱阻值為R1時，測得電壓表示數(shù)為U1；②改變電阻箱阻值為R2時，測得電壓表示數(shù)為；③由上可得RV＝R2－2R1。方法二：如圖所表示，測量電壓表內(nèi)阻，操作步驟以下：①滑動變阻器滑片滑至最右端，電阻箱阻值調(diào)到最大；②閉合S1、S2，調(diào)整R0，使表示數(shù)指到滿偏刻度。③斷開S2，保持R0不變，調(diào)整R，使表指針指到滿刻度二分之一；④由上可得RV＝R。

32/50【例4】(·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，23)電壓表滿偏時經(jīng)過該表電流是半偏時經(jīng)過該表電流兩倍。某同學(xué)利用這一事實測量電壓表內(nèi)阻(半偏法)，試驗室提供器材以下：待測電壓表(量程3V，內(nèi)阻約為3000Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100Ω，額定電流2A)，電源E(電動勢6V，內(nèi)阻不計)，開關(guān)2個，導(dǎo)線若干。(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計測量電壓表內(nèi)阻電路圖一部分，將電路圖補充完整。(2)依據(jù)設(shè)計電路，寫出試驗步驟：_____________________________________。(3)將這種方法測出電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻真實值RV相比，RV′________RV(填“＞”、“＝”或“＜”)，主要理由是_____________________________。解析顯隱試驗熱點突破33/50變式訓(xùn)練3用伏安法測定一個待測電阻Rx阻值(阻值約為200Ω)，試驗室提供以下器材：電池組E：電動勢3V，內(nèi)阻不計；電流表A1：量程0～15mA，內(nèi)阻約為100Ω；電流表A2：量程0～300μA，內(nèi)阻為1000Ω；滑動變阻器R1：阻值范圍0～20Ω，額定電流2A；電阻箱R2，阻值范圍0～9999Ω，額定電流1A；開關(guān)S、導(dǎo)線若干。要求試驗中盡可能準確地測量Rx阻值，請回答以下問題：試驗熱點突破34/50(1)為了測量待測電阻兩端電壓，能夠?qū)㈦娏鞅韄_______(填寫器材代號)與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到________Ω，這么能夠改裝成一個量程為3.0V電壓表。(2)在圖9中畫完整測量Rx阻值電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號。(3)調(diào)整滑動變阻器R1，兩表示數(shù)如圖所表示，可讀出電流表A1示數(shù)是________mA，電流表A2示數(shù)是________μA，測得待測電阻Rx阻值是________。此次測量存在一定系統(tǒng)誤差，考慮這個原因測量值比真實值________(填“偏大”或“偏小”)。轉(zhuǎn)到解析試驗熱點突破35/50轉(zhuǎn)回原題試驗熱點突破36/50規(guī)律總結(jié)電路設(shè)計時兩個技巧(1)電流表靈活選取已知內(nèi)阻電流表可做電壓表使用，在缺乏適當(dāng)電壓表情況下，慣用電流表代替電壓表使用，這是電學(xué)設(shè)計電路高頻考點。(2)電壓表靈活選取已知內(nèi)阻電壓表可做電流表使用，在缺乏適當(dāng)電流表情況下，慣用電壓表代替電流表使用，這是設(shè)計電路中高頻考點。

37/50備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練1[·重慶卷,6(2)]某同學(xué)對有故障電熱毯進行探究.圖甲是電熱毯電路示意圖,其中電熱線和導(dǎo)線經(jīng)過金屬接線片連接.圖乙為測試電路實物圖,A、B為測試表筆,電壓表內(nèi)阻很大,可視為理想電表.①請在下面虛線框內(nèi)畫出與圖乙對應(yīng)電路圖.乙采取內(nèi)接分壓式接法.甲38/50問題續(xù)…解析顯隱0.5865UI備選訓(xùn)練39/50備選訓(xùn)練2用以下器材可測量電阻Rx阻值。待測電阻Rx，阻值約為600Ω；電源E，電動勢約為6.0V，內(nèi)阻可忽略不計；電壓表V1，量程為0～500mV，內(nèi)阻r1＝1000Ω；電壓表V2，量程為0～6V，內(nèi)阻r2約為10kΩ；電流表A，量程為0～0.6A，內(nèi)阻r3約為1Ω；定值電阻R0，R0＝60Ω；滑動變阻器R，最大阻值為150Ω；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讀數(shù)都大于其量程1/3，并能測量多組數(shù)據(jù)，請在虛線框中畫出測量電阻Rx試驗電路圖。(2)若選擇測量數(shù)據(jù)中一組來計算Rx，則由已知量和測量物理量計算Rx表示式為Rx＝，式中各符號意義是(全部物理量用題中代表符號表示)____________________________________________________________。U1為電壓表V1讀數(shù)，U2為電壓表V2讀數(shù)，r1為電壓表V1內(nèi)阻，R0為定值電阻轉(zhuǎn)到解析備選訓(xùn)練40/50轉(zhuǎn)回原題備選訓(xùn)練41/50高考模擬演練1．(·全國卷Ⅱ，23)某同學(xué)利用圖20所表示電路測量量程為2.5V電壓表內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流電源E(電動勢3V)，開關(guān)1個，導(dǎo)線若干。試驗步驟以下①按電路原理圖20連接線路；②將電阻箱阻值調(diào)整為0，將滑動變阻器滑片移到與圖20中最左端所對應(yīng)位置，閉合開關(guān)S；③調(diào)整滑動變阻器，使電壓表滿偏；④保持滑動變阻器滑片位置不變，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表示數(shù)為2.00V，記下電阻箱阻值?；卮鹨韵聠栴}：轉(zhuǎn)到下頁42/50高考模擬演練(1)試驗中應(yīng)選擇滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)。(2)依據(jù)圖20所表示電路將圖21中實物圖連線。(3)試驗步驟④中統(tǒng)計電阻箱阻值為630.0Ω，若認為調(diào)整電阻箱時滑動變阻器上分壓不變，計算可得電壓表內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位)。(4)假如此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)組成，可推斷該表頭滿刻度電流為________(填正確答案標(biāo)號)。A．100μAB．250μAC．500μAD．1mAD解析顯隱轉(zhuǎn)回上頁43/50(2)依據(jù)所設(shè)計電路圖，寫出待測電壓表V1內(nèi)阻r1表示式，即r1＝______，式中各符號意義是_________________________________________________。高考模擬演練2．某研究小組要測量電壓表V1內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)，現(xiàn)提供以下器材：A．電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻r1待測(約2000Ω)B．電壓表V2：量程6V，內(nèi)阻