2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流實(shí)驗(yàn)九測定金屬的電阻率學(xué)案新人教版

PAGE17-試驗(yàn)九測定金屬的電阻率ZHISHISHULIZICEGONGGU,學(xué)問梳理·自測鞏固一、試驗(yàn)?zāi)康?．駕馭電流表、電壓表和滑動變阻器的運(yùn)用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法。2．駕馭螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法。3．會用伏安法測電阻，進(jìn)一步測定金屬的電阻率。二、試驗(yàn)原理1．游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理及讀數(shù)(1)構(gòu)造(如圖)主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘。(2)原理利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等份刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等份刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等份刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1_mm2019mm0.05mm0.05_mm5049mm0.02mm0.02_mm(3)讀數(shù)若用L0表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，x表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則其讀數(shù)為L＝L0＋kx，其中k為精確度。2．螺旋測微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù)(1)螺旋測微器的構(gòu)造如下圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和可動刻度H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上。(2)螺旋測微器的原理測微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進(jìn)或后退0.01mm。即螺旋測微器的精確度為0.01_mm。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。(3)讀數(shù)測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)或半毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(留意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)。3．伏安法測電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖誤差緣由電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋I(xiàn)V電阻測量值R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA>Rx測量值大于真實(shí)值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx測量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)(2)兩種電路的選擇①阻值比較法：先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采納電流表外接法；若Rx較大，宜采納電流表內(nèi)接法。②比值法：當(dāng)eq\f(Rx,RA)<eq\f(RV,Rx)時，用電流表外接法；當(dāng)eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)時，用電流表內(nèi)接法。③試驗(yàn)摸索法：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，假如電壓表的示數(shù)有較大的變更，而電流表的示數(shù)變更不大，則可采納電流表外接法；假如電流表的示數(shù)有較大的變更，而電壓表的示數(shù)變更不大，則可采納電流表內(nèi)接法。(3)滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法。限流法分壓法閉合開關(guān)前要使滑動變阻器的電阻處于最大值，對應(yīng)上圖中應(yīng)是滑動頭移至最下端閉合開關(guān)前要運(yùn)用電器兩端的電壓最小，對應(yīng)上圖中滑動變阻器的滑動頭應(yīng)移到最左端實(shí)物圖中只用到上下兩個接線柱實(shí)物圖中用到上面一個下面兩個接線柱用電器Rx的電壓調(diào)整范圍eq\f(ERx,R＋Rx＋r)～eq\f(ERx,Rx＋r)用電器Rx的電壓調(diào)整范圍0～eq\f(ERxR,RxR＋rRx＋rR)滑動變阻器的電阻與用電器的電阻差不多大時電壓調(diào)整作用最志向滑動變阻器的電阻越小調(diào)整用電器電壓的作用越好說明：有下列幾種狀況的肯定要用分壓法：(1)被調(diào)整的用電器的電壓或電流肯定要從0起先連續(xù)調(diào)整或要求測量數(shù)據(jù)盡量多(2)采納限流電路時，電路中的最小電流仍超過電表量程或超過元件允許的最大電流時(3)在賜予的滑動變阻器的電阻最大值遠(yuǎn)小于用電器的電阻時4.試驗(yàn)器材的選擇以“平安性”“精確性”“便利性”為前提，綜合考慮。選擇電學(xué)試驗(yàn)儀器主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等器件。(1)選擇電表以不使電表受損和盡量削減誤差為原則，即加在電表上的最大電壓或電流不得超過其最大量程，試驗(yàn)過程中指針可移動范圍最好大于量程的eq\f(1,3)。(2)選擇滑動變阻器要考慮它的額定電流，然后對采納分壓法的滑動變阻器選總阻值較小的，對采納限流法的滑動變阻器的總阻值選比電路中的電阻稍大些為好。對于滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變更的，不宜采納。(3)對器材選擇的一般步驟是：①找出唯一性的器材；②草畫電路圖(暫不把電表接入)；③估算電流最大值和最小值；④考慮電表是否平安(該用分壓法還是限流法)，以及能否使電表達(dá)到滿偏的eq\f(1,3)以上。5．電阻率的測定原理把金屬絲接入如圖所示的電路中，用“伏安法”測量其電阻R＝eq\f(U,I)；用毫米刻度尺測量金屬絲的長度l；用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，計(jì)算出其橫截面積S；依據(jù)電阻定律R＝eq\f(ρl,S)得金屬絲的電阻率ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2U,4Il)。(1)試驗(yàn)步驟①用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d。②接好用伏安法測電阻的試驗(yàn)電路。③用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量三次，求出其平均值l。④把滑動變阻器的滑動片調(diào)整到使接入電路中的電阻值最大的位置。⑤閉合開關(guān)，變更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、U的值，記錄在表格內(nèi)。⑥斷開開關(guān)，拆除試驗(yàn)線路，整理好試驗(yàn)器材。(2)數(shù)據(jù)處理①求Rx的平均值方法一：計(jì)算法。用Rx＝eq\f(U,I)分別算出各次的數(shù)值，再取平均值。方法二：圖象法。用U－I圖線的斜率求出。②計(jì)算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)U、I、l、d的值代入電阻率計(jì)算式ρ＝eq\f(πd2U,4Il)。(3)留意事項(xiàng)①先測直徑，再連電路：為了便利，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(yàn)中被測金屬絲的阻值較小，故采納電流表外接法。③電流限制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導(dǎo)致電阻率在試驗(yàn)過程中變大。HEXINKAODIANZHONGDIANTUPO,核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破考點(diǎn)一測量儀器、儀表的讀數(shù)例1完成下列讀數(shù)(1)電流表量程一般有兩種——0～0.6A,0～3A；電壓表量程一般有兩種——0～3V,0～15V。如圖所示：①接0～3V量程時讀數(shù)為1.88V。②接0～15V量程時讀數(shù)為9.4V。③接0～3A量程時讀數(shù)為0.82A④接0～0.6A量程時讀數(shù)為0.16A(2)(2024·遼寧大連段考)①某同學(xué)用游標(biāo)卡尺的深度尺測得一玻璃杯的內(nèi)高，如圖甲所示，則其內(nèi)高為10.02cm②該同學(xué)用螺旋測微器測得其玻璃厚度如圖乙所示，則厚度為2.760mm③該同學(xué)用螺旋測微器又測得一小球直徑如圖丙所示，正確讀數(shù)后得小球直徑為1.731mm，則a＝20，b＝0。(3)(2024·山東濟(jì)南月考)某同學(xué)用刻度尺測量金屬絲的長度l，其示數(shù)如圖甲，則金屬絲的長度l＝40.29cm[解析](1)①刻度盤上每一小格為0.1V，讀數(shù)為1.88V。②刻度盤上每一小格為0.5V，讀數(shù)為9.4V。③刻度盤上每一小格為0.1A，讀數(shù)為0.82A。④刻度盤上每一小格為0.02A，讀數(shù)為0.16A。(2)①測玻璃杯的內(nèi)高用游標(biāo)卡尺的深度尺，由圖甲知，游標(biāo)尺有10個刻度線，其精確度為0.1mm，則玻璃杯的內(nèi)高為10cm＋2×0.1mm＝10.02cm。②由圖乙知，玻璃杯的厚度為2.5mm＋26.0×0.01mm＝2.760mm。③螺旋測微器讀數(shù)時，在固定刻度處讀出整毫米數(shù)或半毫米數(shù)，由于小球直徑為1.731mm，固定刻度讀數(shù)為1.5mm，可動刻度讀數(shù)為(1.731mm－1.5mm)/0.01mm＝23.1，故a＝20，b＝0。(3)由圖甲知，刻度尺的分度值為0.1cm，讀數(shù)時要估計(jì)一位，金屬絲的長度l＝40.29cm。方法總結(jié)：電流表和電壓表的讀數(shù)原則(1)若刻度盤上每一小格為：1,0.1,0.01…時，需估讀到最小刻度值的下一位。(2)若刻度盤上每一小格為：0.2,0.02,0.5,0.05…時，只需估讀到最小刻度值的位數(shù)?！差愵}演練1〕(2024·山東臨沂蒙陰試驗(yàn)中學(xué)月考)新式游標(biāo)卡尺的刻度線看起來“稀疏”，使讀數(shù)更加清楚明白，便于運(yùn)用者正確讀取數(shù)據(jù)。通常游標(biāo)卡尺有10分度、20分度和50分度三種規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm等分成20分，99mm等分成50份。對于一個“39mm等分成20份”的新式游標(biāo)卡尺，它的分度值是0.05mm。用它測量某物體的厚度，示數(shù)如圖所示，正確的讀數(shù)是3.030[解析]本題考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)。游標(biāo)卡尺上20格對應(yīng)的長度為39mm，即每格長為1.95mm，游標(biāo)卡尺上每格比主尺上每兩格小Δx＝0.05mm，故分度值為0.05mm；這種游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法為主尺讀數(shù)＋游標(biāo)對準(zhǔn)刻度×Δx，即30mm＋6×0.05mm＝30.30mm＝3.030cm?？键c(diǎn)二教材原型試驗(yàn)例2(2024·江蘇蘇州期末)為測量一根金屬絲(電阻約5Ω)的電阻率ρ，選用的電學(xué)器材有：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)，電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)，滑動變阻器(0～15Ω)，學(xué)生電源(恒壓輸出3V)，開關(guān)，導(dǎo)線若干。(1)如圖甲所示，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時，為了防止金屬絲發(fā)生明顯形變，同時防止損壞螺旋測微器，轉(zhuǎn)動旋鈕C至測砧、測微螺桿與金屬絲將要接觸時，應(yīng)調(diào)整旋鈕D(填“A”“B”或“D”)，直至發(fā)出“喀喀”聲時停止。某次的測量結(jié)果如圖乙所示，其讀數(shù)為0.540(0.539或0.541也正確)mm。(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖丙的電路補(bǔ)充完整。[答案]見解析圖甲(3)如圖丁所示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)已描在坐標(biāo)紙上，作出U－I圖線，并求出該金屬絲的電阻為4.5(±3)Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。[答案]見解析圖乙(4)有同學(xué)認(rèn)為用圖象法求金屬絲的電阻是為了減小系統(tǒng)誤差，他的想法是否正確？請說明理由：不正確。作圖法只能減小偶然誤差，不能減小系統(tǒng)誤差。[解析]本題考查儀器的運(yùn)用和讀數(shù)、實(shí)物圖的連接、U－I圖象的運(yùn)用和試驗(yàn)誤差分析。(1)為了防止金屬絲發(fā)生明顯形變，同時，轉(zhuǎn)動旋鈕C至測砧、測微螺桿與金屬絲將要接觸時，應(yīng)調(diào)整旋鈕D發(fā)出“喀喀”聲時停止；由圖乙知，讀數(shù)為0.5mm＋4.0×0.01mm＝0.540mm。(2)電流表內(nèi)阻與金屬絲的電阻相差較小，則電流表采納外接法，由于金屬絲電阻比滑動變阻器的最大阻值小，故滑動變阻器采納限流式接法，如圖甲所示。(3)連線時讓盡可能多的點(diǎn)在同始終線上，不在同始終線上的點(diǎn)盡量對稱分布在直線兩側(cè)，太遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去，如圖乙所示。該金屬絲的電阻值為R＝eq\f(ΔU,ΔI)＝4.5Ω。(4)作圖法只能減小偶然誤差，不能減小系統(tǒng)誤差。規(guī)律總結(jié)：實(shí)物圖連線的一般思路實(shí)物連線就是依據(jù)電路圖把實(shí)物連起來，實(shí)物連線的一般思路如下：(1)先畫電路圖，后連實(shí)物圖。在電路圖上標(biāo)明電源的正、負(fù)極，電流表和電壓表的正、負(fù)接線柱等。(按實(shí)物的布局設(shè)計(jì)線路圖，再依據(jù)線路圖連接實(shí)物圖)(2)先串后并，留意正負(fù)。連電路實(shí)物圖時，應(yīng)選擇一條包含電路元件最多的通路，例如：從電源的正極動身，沿著電流的方向依次把開關(guān)、用電器、電流表(先接正接線柱，后接負(fù)接線柱)、變阻器等連接起來，始終連到電源負(fù)極，然后再把其余的電路元件和電壓表并聯(lián)在電路的某兩點(diǎn)之間。(3)留意量程，接線到柱。連接多量程電流表、電壓表時，應(yīng)留意選擇適當(dāng)?shù)慕泳€柱(即選取合適的量程)，全部導(dǎo)線的連接點(diǎn)都應(yīng)畫在用電器的接線柱上或電源的正、負(fù)極上，不應(yīng)在無接線柱的地方把幾條導(dǎo)線相接。(4)避開交叉，檢查無誤。所畫導(dǎo)線不應(yīng)交叉，以使連接狀況清楚易辨。畫好電路實(shí)物圖后，應(yīng)比照電路圖再檢查一遍，以便減小錯誤。〔類題演練2〕(2024·重慶一中月考)某同學(xué)通過試驗(yàn)測量一種合金的電阻率。(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑，讀數(shù)如圖所示，可讀出合金絲的直徑為6.495mm(2)現(xiàn)有電源(E＝4V，內(nèi)阻可不計(jì))，滑動變阻器(0～50Ω)，電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)，電壓表(0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)，開關(guān)和導(dǎo)線若干。該同學(xué)分別用電流表的兩種不同接法測量合金絲的電阻，記錄兩組不同的數(shù)據(jù)如下：試驗(yàn)一序號123456電壓U/V0.801.201.602.202.502.80電流I/A0.100.150.200.270.310.35試驗(yàn)二序號123456電壓U/V0.801.201.602.202.502.80電流I/A0.090.130.180.240.280.31①由數(shù)據(jù)可知，該同學(xué)應(yīng)采納滑動變阻器的限流式(填“限流式”或“分壓式”)接法。②由數(shù)據(jù)可知，利用試驗(yàn)一(填“試驗(yàn)一”或“試驗(yàn)二”)的數(shù)據(jù)計(jì)算所得結(jié)果更接近合金絲電阻的真實(shí)值。[解析]本題考查儀器的讀數(shù)和電路的接法。(1)由圖示螺旋測微器可知，固定刻度為6.0mm，可動刻度為49.5×0.01mm＝0.495mm，其示數(shù)為6.0mm＋0.495mm＝6.495mm；(2)①由表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，待測電阻阻值約為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.80,0.10)Ω＝8Ω，小于滑動變阻器的最大阻值，又由表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電壓與電流不從零起先變更，滑動變阻器采納的是限流式接法；②待測電阻值約為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.80,0.10)Ω＝8Ω，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表采納外接法時試驗(yàn)誤差較小；當(dāng)電流表采納外接法時，由于電壓表的分流作用，電流的測量值偏大，由表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在電壓相等的狀況下，試驗(yàn)一中的電流值大于試驗(yàn)二中的電流值，說明試驗(yàn)一中電流表采納外接法，因此用試驗(yàn)一所示數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果更接近真實(shí)值。考點(diǎn)三試驗(yàn)拓展創(chuàng)新例3(2024·山東日照期末)電阻溫度計(jì)是依據(jù)導(dǎo)體電阻隨溫度變更而變更的規(guī)律來測量溫度的溫度計(jì)。鉑電阻溫度計(jì)是最精確的溫度計(jì)，因?yàn)殂K的化學(xué)惰性，成為－272.5℃至961.78℃范圍內(nèi)的首選材料，其電阻與溫度成一次函數(shù)關(guān)系。某試驗(yàn)小組利用圖甲所示的電路探究鉑金屬的溫度特性。所用器材有：鉑金絲RPt，電源，電流表，滑動變阻器R1，電阻箱R2，單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2。試驗(yàn)步驟如下：①按圖甲電路，連好圖乙實(shí)物電路；②將RPt置于冰水混合物中，開關(guān)S2與1接通，閉合S1，調(diào)整R1的滑片位置，使電流表的讀數(shù)為I0；③保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，開關(guān)S2與2接通，調(diào)整R2，使電流表的讀數(shù)仍為I0；④斷開S2，登記此時R2的讀數(shù)100.0Ω；⑤再將RPt置于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水中，重復(fù)上述過程，此時R2的讀數(shù)為138.5Ω?；卮鹣铝袉栴}：(1)在圖乙中，將實(shí)物連線補(bǔ)充完整；[答案](2)閉合S1前，圖乙中R1的滑片應(yīng)移動到a(填“a”或“b”)端；(3)作出RPt－t圖象；[答案](4)當(dāng)測得R2的阻值為247.09Ω時，RPt處在382℃(5)試驗(yàn)后，小明用螺旋測微器測得鉑金絲的直徑如圖丙所示，則鉑金絲的直徑0.706mm[解析]本題考查電阻溫度計(jì)的原理。(1)按電路圖連接實(shí)物圖如圖甲所示。(2)為了愛護(hù)用電器，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的最大電阻接入電路中，即閉合S1前，圖乙中R1的滑片應(yīng)移動到a端；(3)將RPt，置于冰水(0℃)混合物中，RPt的電阻為100Ω，將RPt置于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水(100℃)中，RPt的電阻為138.5Ω，其電阻與溫度成一次函數(shù)關(guān)系，所以RPt－t圖線如圖乙所示。(4)由圖象可得，電阻與溫度間的關(guān)系為RPt＝100＋eq\f(138.5－100,100)t(Ω)＝100＋0.385t(Ω)。當(dāng)測得R2的阻值為247.09Ω時，即RPt的電阻為247.09Ω，代入解得t≈382℃；(5)螺旋測微器的讀數(shù)為0.5mm＋20.6×0.01mm＝0.706mm。2NIANGAOKAOMONIXUNLIAN,2年高考·模擬訓(xùn)練1．(2024·全國卷Ⅰ，23)某同學(xué)要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表。該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1200Ω，經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進(jìn)行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表，依據(jù)圖(a)所示電路對改裝后的電表進(jìn)行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。圖(a)圖(b)(1)依據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實(shí)物連線。[答案]見解析圖(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針位置如圖(c)所示。由此可以推想出所改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是C。(填正確答案標(biāo)號)圖(c)A．18mA B．21mAC．25mA D．28mA(3)產(chǎn)生上述問題的緣由可能是AC。(填正確答案標(biāo)號)A．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實(shí)際內(nèi)阻大于1200ΩB．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實(shí)際內(nèi)阻小于1200ΩC．R值計(jì)算錯誤，接入的電阻偏小D．R值計(jì)算錯誤，接入的電阻偏大(4)要達(dá)到預(yù)期目的，無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只須要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可，其中k＝eq\f(99,79)。[解析](1)實(shí)物連線如圖所示。(2)串聯(lián)電路中電流到處相等，依據(jù)比例關(guān)系得，毫安表示數(shù)為16.0mA時，對應(yīng)微安表的刻度為160.0μA，當(dāng)微安表指針到滿量程250μA時，毫安表的示數(shù)應(yīng)為25mA，即為改裝后電表的量程。選項(xiàng)C正確。(3)依據(jù)IgRg＝(I－Ig)R得I＝eq\f(IgRg,R)＋I(xiàn)g出現(xiàn)該狀況可能是微安表內(nèi)阻測量錯誤，實(shí)際電阻大于1200Ω，或者并聯(lián)的電阻R計(jì)算錯誤，接入的電阻偏小。選項(xiàng)A、C正確。(4)若微安表的滿偏電壓為U，則對并聯(lián)的電阻R有U＝(25－0.25)×10－3RU＝(20－0.25)×10－3kR解得k＝eq\f(99,79)。2．(2024·天津卷，9(3))現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。①某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是0.200(0.196～0.204均可)mm。②利用下列器材設(shè)計(jì)一個電路，盡量精確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，畫出試驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號。電源E(電動勢10V，內(nèi)阻約為10Ω)電流表A1(量程0～250mA，內(nèi)阻R1＝5Ω)電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)阻約為5Ω)滑動變阻器R(最大阻值10Ω，額定電流2A)開關(guān)S及導(dǎo)線若干[答案]③某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測量得到電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式Rx＝eq\f(I1R1,I2－I1)。從設(shè)計(jì)原理看，其測量值與真實(shí)值相比相等(填“偏大”“偏小”或“相等”)。[解析]①d＝20.0×0.01mm＝0.200mm。②本題中測量金屬絲的電阻，無電壓表，故用已知內(nèi)阻的電流表A1充當(dāng)電壓表，由于電流表A1的額定電壓UA1＝ImR1＝1.25V，比電源電動勢小得多，故電路采納分壓式接法，電路圖如圖所示。③當(dāng)電流表A1、A2讀數(shù)分別為I1、I2時，通過Rx的電流為I＝I2－I1，Rx兩端電壓U＝I1·R1，故Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(I1R1,I2－I1)，不考慮讀數(shù)誤差，從設(shè)計(jì)原理看測量值等于真實(shí)值。3．(2024·江蘇卷，11)某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。試驗(yàn)操作如下：(1)螺旋測微器如題1圖所示。在測量電阻絲的直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，再旋動C(選填“A”“B”或“C”)，直到聽到“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時防止螺旋測微器的損壞。(題1圖)(2)選擇電阻絲的不同(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測量，取其平均值作為電阻絲的直徑。(3)題2甲圖中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動變阻器接入題2乙圖實(shí)物電路中的正確位置。(題2甲圖)(題2乙圖)[答案](4)為測量Rx，利用題2甲圖所示的電路，調(diào)整滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1-I1關(guān)系圖象如題3圖所示。接著，將電壓表改接在a、b兩端，測得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0請依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出U2-I2圖象。(題3圖)[答案](5)由此，可求得電阻絲的Rx＝23.5(23.0～24.0都算對)Ω。依據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。[解析](1)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕C。(2)電阻絲的粗細(xì)不肯定勻稱，為保證測量結(jié)果精確，應(yīng)在不同位置測直徑，然后取平均值作為測量值。(3)滑動變阻器采納分壓式接入電路，留意線不能交叉，如答案圖所示。(4)將所給的5組數(shù)據(jù)標(biāo)注在U-I圖象中，用過原點(diǎn)的直線把它們連在一起，讓盡可能多的點(diǎn)在直線上。(5)由題意知：eq\f(U1,I1)＝Rx＋RA＋R0，由U1-I1圖線的斜率可得eq\f(U1,I1)＝49.0Ω。eq\f(U2,I2)＝RA＋R0，由作出的U2-I2圖線的斜率可得eq\f(U2,I2)＝25.5Ω。故Rx＝(49.0－25.5)Ω＝23.5Ω。4．(2024·江蘇南通如阜期末)有一根瘦長的空心金屬管線樣品，長為60m，電阻約4Ω，橫截面如圖甲所示。(1)用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖乙所示，則所測外徑為1.125mm(2)現(xiàn)有如下器材：A．電流