第09講 電學實驗基礎及測定電阻率實驗(原卷版)-2024-2025學年高二物理上學期中期末復習精細講義_第1頁
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第09講電學實驗基礎及測定電阻率實驗——劃重點之高二期中期末復習精細講義考點1基本儀器的使用和讀數(shù)考點2測量電路與控制電路設計考點3實驗器材的選取及數(shù)據(jù)誤差分析考點4測定金屬的電阻率實驗考點1:基本儀器的使用和讀數(shù)1.螺旋測微器的原理和讀數(shù)原理測微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕每旋轉一周,測微螺桿前進或后退0.5mm,而可動刻度上的刻度為50等份,每轉動一小格,測微螺桿前進或后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm.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)2.游標卡尺的原理和讀數(shù)原理利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成.不管游標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1mm讀數(shù)若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù),K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù),則記錄結果表達為(x+K×精確度)mm3.常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題,首先要弄清電表量程,然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度,按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可.量程分度值估讀電壓表0~3V0.1V讀到小數(shù)點后面兩位0~15V0.5V讀到小數(shù)點后面一位,即讀到0.1V電流表0~0.6A0.02A讀到小數(shù)點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01A0~3A0.1A讀到小數(shù)點后面兩位4.兩種電表的使用技巧(1)機械零點的調整:在不通電時,指針應指在零刻線的位置。(2)選擇適當量程:估算電路中的電流或電壓,指針應偏轉到滿刻度的13以上(一般取滿偏的13~23左右)(3)正確接入電路:電流表應串聯(lián)在電路中,電壓表應并聯(lián)在電路中,兩種表都應使電流從正接線柱流入,從負接線柱流出。(4)正確讀數(shù):根據(jù)所選量程的準確度,正確讀出有效數(shù)字和單位.【典例1】讀出游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)(1)游標卡尺示數(shù)cm(2)螺旋測微器的示數(shù)cm(3)如圖為量程為0.6A的電流表,其示數(shù)是【典例2】左圖讀數(shù)為mm;右圖讀數(shù)為mm。兩電表示數(shù)如圖所示,電流表讀數(shù)為A,電壓表讀數(shù)為V?!镜淅?】電壓表量程一般有兩種:0~3V,0~15V。電流表量程一般有兩種:0~0.6A,0~3A;如圖所示:①接0~3V量程時讀數(shù)為V;②接0~15V量程時讀數(shù)為V;③接0~3A量程時讀數(shù)為A;④接0~0.6A量程時讀數(shù)為A?!镜淅?】如圖1用螺旋測微器測金屬棒直徑為mm;如圖2用20分度游標卡尺測金屬棒長度為mm??键c2:測量電路與控制電路設計1.電流表的兩種接法(1)兩種接法的比較內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=eq\f(U測,I測)=Rx+RA>Rx測量值大于真實值R測=eq\f(U測,I測)=eq\f(RxRV,Rx+RV)<Rx測量值小于真實值(2)兩種接法的選擇阻值比較法先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內接法.簡單概括為“大內偏大,小外偏小”臨界值計算法Rx<eq\r(RVRA)時,用電流表外接法;Rx>eq\r(RVRA)時,用電流表內接法.試觸法按如圖所示接好電路,讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表內接法2.滑動變阻器的兩種接法(1)兩種接法的比較內容方式限流接法分壓接法兩種接法電路圖負載R上電壓調節(jié)范圍eq\f(RE,R+R0)≤U≤E0≤U≤E負載R上電流調節(jié)范圍eq\f(E,R+R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)閉合S前觸頭位置b端a端(2)兩種接法的選擇兩種接法的一般適用條件a.限流式接法適合測量阻值小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小)b.分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)必須采用分壓法的三種情況a.若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求,即若滑動變阻器阻值調到最大時,待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程,或超過待測電阻的額定電流(或電壓),則必須選用分壓式接法b.若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多,以致在限流電路中,滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時,待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大,此時,應改用分壓電路c.若實驗中要求電壓從零開始調節(jié),則必須采用分壓式電路優(yōu)先級兩種電路均可使用的情況下,應優(yōu)先采用限流式接法,因為限流式接法電路簡單、耗能低分壓暗示①要求電壓或電流從零開始變化;②要求多測量幾組數(shù)據(jù);③要求電壓或電流變化范圍足夠大;④雖沒有文字暗示,但在表格中給出了一系列的數(shù)據(jù),應依據(jù)數(shù)據(jù)中電壓(或電流)的變化范圍特點來判斷,如果電壓變化范圍大,則滑動變阻器應并聯(lián)分壓使用?!镜淅?】甲、乙兩電路圖分別是滑動變阻器的兩種連接方式。下列說法正確的是()

A.乙圖電路中的滑動變阻器采用“一上一下”的連接方式B.在閉合開關前,甲、乙兩圖中滑片P都應置于b端C.RxD.甲、乙兩圖中待測電阻Rx【典例6】在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻Rx約為200Ω,電壓表V的內阻的約為2kΩ,電流表A的內阻約為10Ω,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結果由公式Rx=UI計算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù),若將圖(a)和圖(b)中電路圖測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值,且測量值Rx1(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值;若圖(b)中電壓表內阻為RV,不考慮測量時讀數(shù)偶然誤差,則待測電阻準確值Rx=(用RV【典例7】一根細長而均勻的金屬管線樣品,長約為60cm,電阻大約為6(1)用螺旋測微器測量金屬管線的外徑,示數(shù)如圖乙所示,金屬管線的外徑為mm;(2)現(xiàn)有如下器材:A.電流表(量程0.6A,內阻約0.1ΩB.電流表(量程3A,內阻約0.03ΩC.電壓表(量程3V,內阻約3D.滑動變阻器(1750Ω,0.3AE.滑動變阻器(15Ω,3F.蓄電池(4V,內阻很?。〨.開關一個,帶夾子的導線若干要進一步精確測量金屬管線樣品的阻值,電流表應選,滑動變阻器應選;(只填代號字母)(3)若采用限流式接法,請將如圖所示的實際測量電路補充完整;(4)已知金屬管線樣品材料的電阻率為ρ,通過多次測量得出金屬管線的電阻為R,金屬管線的外徑為d,要想求得金屬管線內形狀不規(guī)則的中空部分的橫截面積S,在前面實驗的基礎上,還需要測量的物理量是(所測物理量用文字說明)?!镜淅?】現(xiàn)在要測量一段電阻絲的電阻率ρ,電阻絲的阻值Rx≈0.5Ω電流表A(量程0.6A,內阻約0.6電壓表V(量程3V,內阻約3待測的電阻絲Rx(阻值約為0.5標準電阻R0(阻值5滑動變阻器R1(5Ω,滑動變阻器R2(200Ω,直流電源E(電動勢6V開關S、導線若干(1)下面四位同學分別設計的“測量部分”的電路,你認為合理的是。A.B.C.D.(2)實驗中滑動變阻器應該選擇(選填“R1”或“R2”),并采用(3)用螺旋測微器測量待測電阻絲的直徑時讀數(shù)如圖所示,則該電阻絲的直徑D=mm。(4)根據(jù)你在(1)、(2)中的選擇,在圖中完成實驗電路的連接?!镜淅?】小閩同學拆開一個損壞的電表,發(fā)現(xiàn)內部有一繞線電阻絲,從資料查得其電阻率為ρ。為測量該繞線電阻絲的長度L,他進行了以下實驗。(1)首先用伏安法測繞線電阻絲的阻值。為減小誤差,用圖示電路進行實驗,發(fā)現(xiàn)當S分別接a、b時,電流表的示數(shù)幾乎不變,而電壓表的示數(shù)變化較大,則測量時S應接到(選填“a”或“b”),此測量值(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值。(2)實驗測得繞線電阻絲的阻值為R0,直徑為d,則長度L=考點3:實驗器材的選取及數(shù)據(jù)誤差分析1.電學實驗儀器的選擇選擇電學實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等器材,一般要考慮四方面因素:(1)安全因素:通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流.(2)誤差因素:選用電表量程應考慮盡可能減小測量值的相對誤差,電壓表、電流表在使用時,其指針應偏轉到滿偏刻度的eq\f(1,3)以上;使用歐姆表時宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位.(3)便于操作:選用滑動變阻器時應考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求,又便于調節(jié).在調節(jié)滑動變阻器時,應使其大部分電阻線都用到.(4)實驗實際:除以上三個因素外,還應注重實驗實際,如所用的電源與打點計時器的匹配問題等.2.實物圖連接的注意事項(1)畫線連接各元件,一般先從電源正極開始,按照電路原理圖依次到開關,再到滑動變阻器,按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來;其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去.(2)連線時要將導線接在接線柱上,兩條導線不能交叉.(3)要注意電表的量程和正、負接線柱,要使電流從電表的正接線柱流入,從負接線柱流出.3.數(shù)據(jù)處理與誤差分析圖象法利用實驗數(shù)據(jù),將實驗中物理量之間的函數(shù)關系用函數(shù)圖象表示出來,這種方法叫圖象法.用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是物理實驗中最常用的方法之一.用圖象法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、簡便,有取平均值的效果,由圖線的斜率、截距、所包圍面積和圖線的交點等可以研究物理量之間的變化及其關系,找出規(guī)律.解析法通過實驗獲取實驗數(shù)據(jù),代入相關物理量之間的關系式,計算得到結果的方法叫解析法.應用解析法的要求是:(1)明確實驗測量的相關物理量的關系式;(2)明確要研究的物理量和未知的物理量;(3)建立方程或方程組進行計算.【典例10】某同學要測定某金屬絲的電阻率。(1)他用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結果如圖所示,其讀數(shù)為mm。(2)他用伏安法測金屬絲的電阻Rx,電路如圖甲所示。圖乙是實驗器材的實物圖,圖中已連接了部分導線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請根據(jù)圖甲,補充完成圖乙中實物間的連線(3)他在坐標紙上建立U、I坐標系,并描繪出U?I圖線,如圖丙所示。由圖線得到金屬絲的阻值Rx=(4)任何實驗測量都存在誤差。本實驗所用測量儀器均已校準,下列關于誤差的說法中正確的選項是(多選)。A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B.由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內阻計算在內,可以消除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【典例11】某實驗小組在“測定金屬絲電阻率”的實驗過程中,(1)正確操作用游標卡尺測得金屬絲的長度L為cm,用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d為mm(2)估算被測電阻絲的阻值約50Ω,已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為0~10Ω,電流表內阻約幾歐,電壓表內阻約20kΩ。電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下使用),電動勢E=4.5V,內阻很小忽略不計。則以下電路圖中(填電路圖下方的字母代號)電路為本次實驗應當采用的最佳電路。但用此最佳電路測量的結果仍然會比真實值偏。此時測得電流為I、電壓為U。(3)本實驗中金屬絲的電阻率為(用上述直接測量的字母表示)(4)任何實驗測量都存在誤差。本實驗所用測量儀器均已校準。下列關于誤差的說法中正確的選項是。A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內阻計算在內,可以消除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【典例12】某實驗小組要測定一段電阻絲的電阻率,具體操作如下。(1)用螺旋測微器測量其直徑,結果如圖甲所示,由圖可知其直徑為D=mm;(2)用多用電表粗測電阻絲的阻值,將多用電表選擇開關置于“×10”擋,將黑紅兩表筆短接,然后進行,經正確操作后多用電表指針位于如圖乙所示位置,被測電阻絲電阻的測量值Rx為(3)利用如圖丙所示的電路精確地測量電阻絲的電阻,有以下實驗器材可供選擇:A.電源(電動勢約3V,內阻約0.1Ω)B.電壓表(量程0~3V,內阻約3kΩ)C.電流表(量程0~25mA,內阻RA1=3.0Ω)D.電流表(量程0~0.6A,內阻RA2=3.0Ω)E.電阻箱R(0~999.9Ω)F.滑動變阻器R1G.開關一個,導線若干(4)實驗中電流表應選擇(填寫器材前邊序號)。(5)閉合開關,調節(jié)滑動變阻器和電阻箱,使電壓表有一較大讀數(shù)U,記下此時電阻箱的讀數(shù)R1和電流表的讀數(shù)I(6)改變電阻箱的阻值,同時調節(jié)滑動變阻器,使電壓表的讀數(shù)仍為U,記下此時電阻箱的讀數(shù)R2和電流表的讀數(shù)I2(7)重復步驟(6),得到多組電阻箱和電流表的數(shù)據(jù),以電阻箱電阻R為橫坐標,以電流表電流的倒數(shù)1I為縱坐標建立坐標系,描點連線,獲得圖線的縱軸截距為b,如圖丁所示,可知電阻絲電阻為(用題中給定物理量的符號表示),再測出電阻絲的長度L,可以根據(jù)電阻定律計算出電阻絲的電阻率ρ,若從系統(tǒng)誤差的角度分析用該方法測得的電阻絲的電阻率與真實值相比【典例13】為了測量某待測金屬絲的電阻率(阻值約為30Ω),有以下一些器材可供選擇.電流表A1(量程0~50mA,內阻約10Ω);電流表A2(量程0~3A,內阻約0.12Ω);電壓表V1(量程0~3V,內阻很大);電壓表V2(量程0~15V,內阻很大);電源E(電動勢約為3V,內阻約為0.2Ω);定值電阻R(20Ω,允許最大電流1.0A);滑動變阻器R1(0~10Ω,允許最大電流2.0A);滑動變阻器R2(0~1kΩ,允許最大電流0.5A);單刀單擲開關S一個,導線若干.(1)電流表應選,電壓表應選,滑動變阻器應選.(填器材的元件符號)(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,如圖所示,則金屬絲的直徑為mm.(3)請在下面的虛線框內畫出測量電阻Rx的實驗電路圖.(要求所測量范圍盡可能大)(4)某次測量中,電壓表示數(shù)為U時,電流表示數(shù)為I,則計算待測電阻阻值的表達式為Rx=.考點4:測定金屬的電阻率實驗實驗目的1.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法.2.掌握螺旋測微器的使用方法和讀數(shù)方法.3.學會利用伏安法測電阻,進一步測出金屬絲的電阻率實驗原理由R=ρeq\f(l,S)得ρ=eq\f(RS,l),因此,只要測出金屬絲的長度l、橫截面積S和金屬絲的電阻R,即可求出金屬絲的電阻率ρ.1.把金屬絲接入電路中,用伏安法測金屬絲的電阻R().電路原理如圖所示2.用毫米刻度尺測量金屬絲的長度l,用螺旋測微器量得金屬絲的直徑,算出橫截面積S3.將測量的數(shù)據(jù)代入公式ρ=eq\f(RS,l)求金屬絲的電阻率實驗步驟1.直徑測定:用螺旋測微器在被測金屬導線上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d,計算出導線的橫截面積S=eq\f(πd2,4).2.電路連接:按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路3.長度測量:用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度,反復測量3次,求出其平均值l4.U、I測量:把滑動變阻器的滑動片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置,電路經檢查確認無誤后,閉合開關S,改變滑動變阻器滑動片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,記入表格內,斷開開關S5.拆去實驗線路,整理好實驗器材數(shù)據(jù)處理1.在求Rx的平均值時可用兩種方法(1)用Rx=eq\f(U,I)分別算出各次的數(shù)值,再取平均值.(2)用U-I圖線的斜率求出.2.計算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值代入電阻率計算式ρ=Rxeq\f(S,l)=eq\f(πd2U,4lI)注意事項1.本實驗中被測金屬導線的電阻值較小,因此實驗電路一般采用電流表外接法2.實驗連線時,應先從電源的正極出發(fā),依次將電源、開關、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路),然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端3.測量被測金屬導線的有效長度,是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電壓表兩端點間的待測導線長度,測量時應將導線拉直,反復測量三次,求其平均值4.測金屬導線直徑一定要選三個不同部位進行測量,求其平均值5.閉合開關S之前,一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置6.在用伏安法測電阻時,通過待測導線的電流強度I不宜過大(電流表用0~0.6A量程),通電時間不宜過長,以免金屬導線的溫度明顯升高,造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大7.求Rx的平均值時可用兩種方法:第一種是用Rx=eq\f(U,I)算出各次的測量值,再取平均值;第二種是用圖象(U-I圖線)來求出.若采用圖象法,在描點時,要盡量使各點間的距離拉大一些,連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側,個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮誤差分析1.金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得,直徑的測量是產生誤差的主要來源之一.2.采用伏安法測量金屬絲的電阻時,由于采用的是電流表外接法,測量值小于真實值,使電阻率的測量值偏?。?.金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差4.由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫,會使金屬絲的電阻率變大,造成測量誤差偶然誤差與系統(tǒng)誤差的關系①偶然誤差:由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產生的.通過多次測量求平均值(或采用圖象法處理數(shù)據(jù))可減小偶然誤差.②系統(tǒng)誤差:由于儀器本身不精密,實驗方法粗略或實驗原理不完善而產生的.通過校準儀器或改進實驗方法和實驗設計原理可減小誤差。【典例14】“問天”實驗小組欲測量一段阻值約為6Ω(1)實驗室給出的器材有:電源(E=3V,內阻可以忽略),電流表A(量程0~0.6A,內阻約為1Ω),電壓表V(量程0~3V,內阻約為3000Ω),滑動變阻器R1(最大阻值1000Ω(2)兩個同學設計了如圖甲、乙兩個電路圖,從減小誤差的角度,你認為圖(選填“甲”或“乙”)更合理,采用該電路圖進行實驗,則金屬絲電阻的測量值與真實值相比(選填“偏大”“偏小”或“相等”),滑動變阻器需要選擇(選填“R1”或“R(3)按選擇的合適電路圖連接好實物,實驗時多次改變金屬絲接入電路的長度l(用刻度尺測量),調節(jié)滑動變阻器的滑片在合適位置,讀出電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U,從而得到多個UI的值,作出UI?l圖像,從圖像上得到圖線的斜率k=16Ω/m【典例15】某同學對航天飛機上使用的由特殊材料制作的電阻進行電阻率的測量,其形狀為圓柱體,實驗室現(xiàn)提供以下器材:A.電流表A1(量程0~50mA,內阻B.電流表A2(量程0~100mA,內阻r2C.滑動變阻器R1(0~10D.定值電阻(R0E.待測電阻Rx(長度為L=10cm、電阻大約為F.直流電源E(電動勢為4V,內阻很?。籊.開關一只,導線若干。實驗步驟如下:a.用螺旋測微器測出該電阻的直徑d,螺旋測微器示數(shù)如圖甲所示;b.根據(jù)如圖乙所示的實驗電路將實驗器材連接起來;c.閉合開關S,改變滑動變阻器的滑片位置得到多組電流表A1及電流表A2的讀數(shù)I1d.將記錄的數(shù)據(jù)描繪在以I1為縱軸、I2為橫軸的坐標系中,得到如圖丙所示的e.利用I1請回答下列問題:(1)待測電阻的直徑d=mm;(2)由圖乙可以得到I1與I2的關系為I1(3)由圖丙知,Rx=Ω,由Rx=ρL(4)在圖乙中,可以認為電流表A1與定值電阻R0串聯(lián)后就是改裝的電壓表,測量電阻Rx【典例16】一學習小組利用實驗在室溫下測定粗細均勻的銅導線的電阻率。實驗器材有:電源(電動勢3V,內阻不計);銅導線1根;電流表(量程0~0.6A);電壓表(量程0~3V);滑動變阻器R1(0~5Ω);滑動變阻器R(1)實驗小組設計的電路采取分壓式接法,則滑動變阻器應選用(填“R1”或“R2”),請將圖甲電路圖補充完整(2)小組同學在調節(jié)滑動變阻器的過程中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化明顯,電壓表指針位于0刻度處基本不動,檢測后發(fā)現(xiàn)電路并不存在故障,可能的原因是;(3)小組同學在原電路基礎上將電壓表改接在電流表兩端,調節(jié)滑動變阻器,測得電流表、電壓表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示,則電流表示數(shù)為A,電流表內阻為Ω(第二空保留3位有效數(shù)字);(4)在(3)中測出電流表內阻的基礎上,小組同學未更換器材,在電路圖甲的基礎上僅將電壓表調整為測銅導線和電流表的總電壓,測出多組U、I數(shù)據(jù),并作出了如圖丁所示的U?I關系圖線,則銅導線的電阻R=Ω(結果保留2位有效數(shù)字);(5)小組同學測出銅導線的長為L,導線橫截面直徑為d,則室溫下銅導線的電阻率ρ=(用題目中相應字母表示)。1.(1)讀出游標卡尺的讀數(shù)為cm。(2)在“探究決定導線電阻的因素”的實驗中,用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示,用米尺測出金屬絲的長度L,金屬絲的電阻大約為5Ω,先用伏安法測出金屬絲的電阻R①從圖中讀出金屬絲的直徑為mm。②為此取來兩節(jié)新的干電池、開關和若干導線及下列器材:A電壓表0~3V,內阻約10kΩ

B.電壓表0~15C.電流表0~0.6A,內阻約0.05Ω

D.電流表0~3E.滑動變阻器0~10ΩF.滑動變阻器要求較準確地測出其阻值,電壓表應選,電流表應選,滑動變阻器應選。(填序號2.現(xiàn)在要測量一段電阻絲的電阻率ρ,其阻值Rx≈0.5Ω,允許通過的最大電流為0.5A。使用的器材有:電流表A(量程0.6A)、電壓表V(量程3V)、待測電阻絲Rx(阻值約為0.5Ω)、標準電阻R0(阻值5Ω)、滑動變阻器R(5Ω,2A)、直流電源E(提供的電壓為6V)、開關S、導線若干。(1)如圖甲為某同學設計的測量電路的一部分。要求電流和電壓從零開始測量,請在圖乙上完成實驗電路的連接。(2)實驗中,如果兩電表的讀數(shù)分別為U和I,測得拉直后電阻絲的長度為L、直徑為D,則待測電阻絲的電阻率ρ的計算式為ρ=。(3)用螺旋測微器測量待測電阻絲的直徑時讀數(shù)如圖丙所示,則該電阻絲的直徑D=。3.現(xiàn)在要測量一段特制的圓柱形導體的電阻率ρ,提供如下器材供你選擇:待測的圓柱形導體Rx(阻值約為0.5Ω,允許通過的最大電流為0.5A)多用電表(僅用于粗測Rx)螺旋測微器20分度游標卡尺電流表A(量程0.6A,內阻約0.5Ω)電壓表V(量程3V,內阻約3kΩ)標準電阻R0(阻值5Ω)滑動變阻器R1(阻值5Ω,額定電流3A)滑動變阻器R2(阻值200Ω直流電源E(E=6V,內阻不計)電鍵S、導線若干(1)用螺旋測微器測量該導體的直徑D,示數(shù)如圖甲所示,可讀出D=mm;用游標卡尺測量該導體的長度L,發(fā)現(xiàn)游標尺第11條刻度線與主尺對齊,可讀出L=mm。(2)為了更準確的測量Rx,下圖所示為四位同學分別設計的“測量部分”的電路,其中合理的是()A. B.C. D.(3)實驗中滑動變阻器應該選擇(選填“R1”或“R2”),為了使滑動變阻器更便于調節(jié)電流大小,應采用接法(填限流或分壓)。(4)若采用(2)中所選電路圖,如果兩電表的讀數(shù)分別為U和I,測得圓柱形導體的長度為L,直徑為D,則待測電阻絲的電阻率ρ的計算式為ρ=。4.某同學設計實驗“探究金屬絲的電阻與長度和橫截面積的關系”,要求電壓從零開始調節(jié)。已知金屬絲的電阻大約為4Ω直流電源:電壓3V,內阻不計;電流表A1:量程0~0.6A電流表A2:量程0~3.0A電壓表V:量程0~3V,內阻約滑動變阻器R1:最大阻值滑動變阻器R2:最大阻值開關、導線等。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時,測量結果如圖甲所示,可知金屬絲的直徑D=mm;用游標卡尺測量金屬絲的長度,圖乙所示,可知金屬絲的長度L=cm。(2)在所給的器材中,電流表應選,滑動變阻器應選。(填寫儀器的字母代號)(3)請按實驗要求將實驗電路圖補充完整。(4)利用(3)問中的電路得出金屬絲的電阻數(shù)據(jù),該數(shù)值比電阻絲的真實值。(填寫“偏大”或“偏小”)5.某同學利用實驗室的器材研究一粗細均勻的導體棒(電阻約為4Ω電壓表V(量程0~15V,內阻約1電流表A(量程0~0.6A,內阻R定值電阻R0(阻值R滑動變阻器R1(最大阻值10學生電源E(電壓20V開關S和若干導線(1)如圖甲所示,用螺旋測微器測得導體棒的直徑為mm。(2)如圖乙所示,用游標卡尺測得導體棒的長度為cm。(3)請根據(jù)提供的器材,在圖丙所示的方框中設計一個實驗電路,盡可能精確地測量導體棒的阻值(要求所測量范圍盡可能大)。(4)實驗時,調節(jié)滑動變阻器滑片,使開關閉合后兩電表的示數(shù)從零開始,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)選擇合適標度描點,在方格紙上作圖,如圖丁所示,通過分析可得導體棒的電阻Rx=6.某同學做“測定金屬電阻率”的實驗,采用伏安法測定一阻值約為6ΩA.電池組(3V,內阻約1ΩB.電流表(0~3A,內阻約0.025ΩC.電流表(0~0.6A,內阻約0.125ΩD.電壓表(0~3V,內阻約3kΩE.電壓表(0~15V,內阻約15kΩF.滑動變阻器(0~5ΩG.開關,導線(1)實驗時電壓表應選用,電流表應選用。(填寫各器材的字母代號)(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,某次測量的示數(shù)如圖所示,則金屬絲的直徑為mm。(3)實驗中為了獲得較大的電壓調節(jié)范圍,在下列所給實驗電路圖中應選。(4)某次測量中電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示,可計算出金屬絲的電阻為Ω(結果保留兩位有效數(shù)字),且電阻測量值真實值(填“大于”、“小于”或“等于”)。7.某同學設計實驗測定金屬的電阻率,要求電壓從零開始調節(jié)。用米尺測量金屬絲的長度L=0.640m,用螺旋測微器和游標卡尺分別測量金屬絲的直徑時的刻度如圖甲、乙所示。金屬絲的電阻大約為4Ω,在用伏安法對金屬絲進行進一步測定時,有如下供選擇的實驗器材:直流電源:電動勢4V,內阻可不計;電流表A1:量程0~0.6A,內阻約0.125Ω;電流表A2:量程0~3.0A,內阻約0.025Ω;電壓表V:量程0~3V,內阻約3kΩ;滑動變阻器R1:最大阻值20Ω;滑動變阻器R2:最大阻值100Ω;開關、導線等。(1)從甲中讀出金屬絲的直徑D=mm;從乙中讀出金屬絲的直徑D=mm;(2)在所給的可供選擇的器材中,應選的電流表是,應選的滑動變阻器是;(填寫儀器的字母代號)(3)本實驗應選擇電流表法(填“內接”或者“外接”),請從誤差分析的角度簡要

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