新课标全国高考考前复习物理 实验7 测定金属的电阻率

测定金属电阻率知识元测定金属电阻率知识讲解一、实验目的1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法；2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法；3．会用伏安法测定金属的电阻率．二、实验原理把电阻丝连入如图所示的电路，用电压表测其两端电压，用电流表测电流，根据R x=计算金属丝的电阻R x，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S，根据电阻定律计算出电阻率．三、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝．四、实验步骤1．测直径：用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d的平均值．2．测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L（即有效长度），反复测量三次，求出L的平均值．3．连电路：按照如图所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大．4．测电阻：电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记录在表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值．5．算电阻率：将测得的R、L、d的值代入电阻率计算公式ρ=R=中，计算出金属丝的电阻率．或利用U-I图线的斜率求出电阻R，代入公式ρ=R计算电阻率．6．整理：拆去实验线路，整理好实验器材．五、注意事项1．金属丝的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量．2．用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，再取平均值．3．接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差．4．要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差．5．伏安法测电阻是这个实验的核心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正确选择．六、误差分析1．金属丝直径、长度的测量带来误差．2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测＜R真，由R=ρ可知，ρ测＜ρ真．3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．例题精讲测定金属电阻率例1.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

测定金属的电阻率一原理说明：1．资料的电阻率是资料的一种电学特征。

由电阻定律公式R=ρL /S 知，电阻率ρ=RS/L 。

所以，要测定金属的电阻率，只须选择这类金属资料制成的导线，用，“伏安法”测出金属导线的电阻R，用刻度尺测出金属导线连入电路部分的长度d，而后由π2算出金属导线的横截面积L用螺旋测微器测出金属导线的直径，S= d /4S 即可求得金属的电阻率ρ。

2 在用“伏安法” 丈量金属导线的电阻 R时，因为往常选择待测金属导线的电阻约为数欧姆，实验室常用的安培表（量程取）的内阻RA为Ω，伏特表（量程取 3V）的内阻 RV为 3KV，比较后，有 RV>>R。

所以一定采纳右图所示的安培表外接法，才能使因为电表的接入惹起的系统偏差较小。

3．由电阻率的计算式还可看出，金属导线 d 的丈量值的正确程度对实验偏差的影响较大。

所以，本实验采纳螺旋测微器来丈量金属导线的d。

二操作步骤（含实验考察的重点和要求）步骤规范考察重点一、丈量金属导线的直径 1 螺旋测微器的最小分度，应估读到。

1察看螺旋测微器的两个零刻2（1）握法正确：用左手食指侧面度能否重合，察看螺旋测微器的最小和大拇指握住塑料防热片的左边，用分胸怀值。

右手大拇指和食指旋动旋钮。

2正确操作螺旋测微器。

（ 2）正确搁置被测导线：应3正确读数。

使导线置于小砧和测微螺杆的中心轴4在导线的不一样地点、不一样侧面分别线邻近丈量三次，求均匀值，正确测得导线（ 3）正确使用调理旋钮：先的直径。

粗调、后微调，听到“咯咯”声音后停止。

3 读数时：固定刻度值（半毫米刻度有否露出）＋可动刻度值（有估读）×精度。

二、测定金属导线的长度 1 明确该长度为接入电路待测电1确立待测金属导线的长阻部分的导线长度。

度。

2 丈量时，刻度尺的刻度应贴2正确使用毫米刻度尺和正近金属导线，视野要跟尺垂直；有估确读数。

读。

3以毫米刻度尺的不一样起点丈量三次，正确测得相应导线的长度。

高考物理总练习7-4试验(一)测定金属的电阻率一、选择题1．“测定金属旳电阻率〞试验中，以下操作中错误旳是( )A．用米尺测量金属丝旳全长三次，算出其平均值B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采纳电流表内接线路，屡次测量后算出平均值；D．试验中保持金属丝旳温度不变[答案]AC[解析]应量出金属丝接入电路中旳有效长度，而不是全长；金属丝旳电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采纳电流表外接法，故AC 操作错误·二、非选择题2．(2021·南平适应性检测)不同材料旳物质，电阻率随温度旳变更规律是不同旳，一般金属材料旳电阻率随温度旳上升而增大，而半导体材料旳电阻率那么与之相反，随温度旳上升而减小·某课题探讨组须要探讨某种导电材料旳导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小旳线状元件W做试验，测量元件W旳电压、电流旳变更规律，并作出U－I图象，要求元件W两端电压从零渐渐增大·(1)他们应选用以下图所示四个测量电路中旳________电路进展试验(2)试验测得元件W旳电压与电流旳关系如下图·推断元件W是金属材料还是半导体材料？答：__________________________________________________ ______________________·[答案](1)C (2)半导体材料[解析](1)要求元件W旳电压从零开场渐渐增大，应选滑动变阻器旳分压式连接，元件W电阻较小，电流表采纳外接法，那么C选项正确；(2)由U－I图象可知，电阻随U增大(或温度上升)而减小，所以应为半导体材料·3．(2021·广东卷)某同学测量一个圆柱体旳电阻率，须要测量圆柱体旳尺寸和电阻·(1)分别运用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体旳长度和直径，某次测量旳示数如图(a)和图(b)所示，长度为________cm，直径为________mm·(2)按图(c)连接电路后，试验操作如下：(a)将滑动变阻器R1旳阻值置于最________处(填“大〞或“小〞)；将S2拨向接点1，闭合S1，调整R1，使电流表示数为I0；(b)将电阻箱R2旳阻值调至最________(填“大〞或“小〞)；S2拨向接点2；保持R1不变，调整R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；(3)由此可知，圆柱体旳电阻为________Ω·[答案](1)5.01 5.316(5.310～5.320) (2)(a)大(b)大(3)1280[解析](1)游标卡尺旳精度为0.1mm，所以L＝(50＋1×0.1)mm＝5.01cm，螺旋测微器旳读数为d·(2)为了爱护电流表，在接通电路之前，要使电路中旳总电阻尽可能大，然后渐渐减小电路中旳电阻·旳小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡旳I－U图象，有以下器材供选用：A．电压表(0～3V，内阻6kΩ)B．电压表(0～15V，内阻30kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)(1)用如下图旳电路进展测量，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)(2)通过试验测得此灯泡旳伏安特性曲线如下图，由图象可求得此灯泡在正常工作时旳电阻为________Ω；(3)假设将此灯泡与电动势6V、内阻不计旳电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω旳电阻·[答案](1)A D E (2)10 (3)11[解析]旳实际电流，由R＝U LI可求得电阻；假设将小灯泡与6V电源连接，由U L＝E－ER＋R1R1，可解得R1·5．为测量肯定值电阻R x(约15～20Ω)旳阻值，试验室供应旳主要器材如下：电池组E(电动势约3V)电流表(量程0～0.6A)电压表(量程0～3V)电阻箱R(阻值范围0～999.9Ω)为使测量尽可能精确，某同学用图甲所示电路进展测量·闭合开关，调整电阻箱R旳值，读出电阻箱旳阻值R及对应电表、旳示数，I、U，所得数据如下表所示：次数1234 5R/ΩI/AU/VIUΩ－11RΩ－1完成以下问题：(1)请用笔画线代替导线，将图乙中实物连成试验电路；(2)将电流表、电压表视为志向电表，那么电流表旳示数I 、电压表旳示数U 、电阻箱旳阻值R 及待测电阻R x 四个物理量之间满意旳关系式是________；(3)依据表中给出旳数据，在图丙给出旳坐标系中作出I U －1R 图象；(4)由作出旳I U －1R 图象，可求得电阻R x 旳测量值为R x ＝________Ω(保存3位有效数字)·[答案] (1)如图1所示(2)I U ＝1R ＋1R x(3)如图2所示 (4)16.1(15.3～18.2)[解析] (1)依据原理图连接实物图，这里要留意电表旳正进负出以及把导线接在电阻箱接线柱上；R x 与R 并联，那么U ＝R x ·R R x ＋R I ，整理可得I U ＝1R ＋1R x ·(2)依据数据描点连线，留意让尽可能多旳点落在图象上，不能落在图象上旳点分布在图象两侧，个别点偏离太大那么舍弃不用·(3)由表达式I U ＝1R ＋1R x 结合图象可知，截距为1R x －1，那么R x ·6．(2021·东北三校二模)有一个额定电压为10V 、额定功率在10～15W 之间旳用电器L (该用电器在电路中可用电阻符号表示)，为了测定它旳额定功率，现有下面器材可供选用：A ．电动势为3V 、15V 、50V 旳直流电源各一个(内阻均不计)B ．三种规格旳滑动变阻器各一个：R 1(规格为0～5Ω 3A)、R 2(规格为0～15Ω 2A)、R 3(规格为0～50 Ω 1 A)C ．量程分别为0～0.6A 、0～3A 内阻可忽视旳双量程直流电流表一只D ．量程为0～3V 、内阻为2kΩ旳直流电压表一只E ．阻值为r 1＝2kΩ、r 2＝6kΩ、r 3＝20kΩ旳定值电阻各一个(试验中只能选用一个)F ．开关一个，导线假设干利用上述仪器，为使测量尽可能精确、便利，并使耗电功率最小，请答复： (1)应当选择旳滑动变阻器是______________________________________________________________________________·(2)应当选择旳电流表量程是_____________________________________________________________________________·(3)画出测量电路图·(4)假设电表旳指针如下图，由此可求得该用电器额定功率P ＝________W(结果保存三位有效数字)·[答案] (1)R 2[解析] 由P ＝UI 得，用电器L 旳最大电流为1.5A ，又由R L ＝U 2P 得：用电器L 旳最大电阻为10Ω，为了测量便利和平安，滑动变阻器选用R 2，电流表选用0～3A ，由于选用旳滑动变阻器最大阻值为15Ω，而电路又无特别要求，那么电路选用限流供电，而电压表旳量程较小，须要改装电压表，r 2与电压表串联测电压，由串并联电路特点，3V U 0＝2kΩ2kΩ＋6kΩ，U 0＝12V ，由于电流表旳内阻可以忽视，电流表内接·电路图如下图·电压表旳读数为2.5V ，经计算可知用电器L 两端旳电压U L ＝10V ，电流表旳读数为1.2A ，那么P ＝U L I ·7．(2021·江苏三校联考)实际电流表有内阻，可等效为志向电流表与电阻旳串联·测量实际电流表G 1旳内阻r 1旳电路如下图．供选择旳仪器如下：①待测电流表G 1(0～5mA ，内阻约300Ω)； ②电流表G 2(0～10mA ，内阻约100Ω)； ③定值电阻R 1(300Ω)； ④定值电阻R 2(10Ω)； ⑤滑动变阻器R 3(0～1000Ω)； ⑥滑动变阻器R 4(0～20Ω)； ⑦干电池(1.5V)； ⑧电键S 及导线假设干·(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________·(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图· (3)补全试验步骤；①按电路图连接电路，将滑动触头移至最________端(选填“左〞或“右〞)； ②闭合电键S ，移动滑动触头至某一位置，记录G 1、G 2旳读数I 1、I 2； ③屡次移动滑动触头，记录相应旳G 1、G 2读数I 1、I 2； ④以I 2为纵坐标、I 1为横坐标，作出相应图象，如下图·(4)依据I 2－I 1图象旳斜率k 及定值电阻，写出待测电流表内阻旳表达式____________________________·[答案] (1)③ ⑥ (2)如图(3)①左 (4)r 1＝(k －1)R 1[解析] 依据试验原理，待测电阻r 1＝I 2－I 1I 1R ，因为两电流表旳量程之差与待测电流表旳量程相当，所以与G 1并联旳定值电阻旳阻值与r 1差不多，约为300Ω，可以使G 1示数有较大范围变更减小误差，故定值电阻选R 1；滑动变阻器用旳是分压式接法，应选用阻值较小旳变阻器，选R 4·由r 1＝I 2－I 1I 1R 1＝(I 2I 1－1)R 1，解得r 1＝(k －1)R 1·8．(2021·广东深圳一模)“描绘小灯泡旳伏安特性曲线〞试验中，供应旳试验器材有： A ．小灯泡(额定电压为3.8V ，额定电流约为0.3A) B ．电流表A(0～0.6A ，内阻约为0.5Ω) C ．电压表V(0～6V ，内阻约为5kΩ) D ．滑动变阻器R 1(0～10Ω，2A) E ．滑动变阻器R 2(0～100Ω，0.2A) F ．电源(6V ，内阻不计) G ．开关及导线假设干(1)试验中滑动变阻器选________(选填“R 1〞或“R 2〞)·(2)该同学设计了试验测量电路，通过变更滑动变阻器滑片旳位置，使电流表旳读数从零开场变更，记录多组电压表旳读数U 和电流表旳读数I ·请在图甲中用笔画线代替导线将试验电路连接完整·(3)该同学依据试验数据作出了如图乙旳U －I 图象，依据图象可知小灯泡旳电阻随着电流旳增大而________(选项“增大〞“减小〞或“不变〞)·[答案] (1)R 1 (2)如下图 (3)增大[解析] (1)试验采纳滑动变阻器旳分压式调控， 滑动变阻器应选R 1·(2)电流值和电压值从0开场可调，待测电阻旳最大阻值R x ＝,0.3)Ω≈13Ω，且R x <R A R V ，电流表采纳外接法·(3)由U －I 图象， 小灯泡旳电阻R x ＝UI 随着电流旳增大而增大·。

实验7 测定金属的电阻率一、实验目的1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法； 2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法； 3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率． 二、实验器材金属丝、螺旋测微器、电流表、__________________、直流电源、__________________、开关一个、导线若干、毫米刻度尺．考点一 实验原理与实验操作 1.实验原理由电阻定律R ＝ρl S得ρ＝________．金属导线的电阻R 用伏安法测量，金属导线的长度l 用________测量，金属导线的横截面积S 可由其直径d 算出，即S ＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22，直径d 可由________测出．2．实验步骤(1)用螺旋测微器测金属导线的________，计算出导线的横截面积S .(2)按如图S7­1所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路(金属丝电阻很小，电流表用外接法)，把滑动变阻器的滑片调到使接入电路中的电阻值最________的位置．图S7­1(3)将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入________的金属导线的有效长度l .(4)闭合开关S ，改变________的位置，测出多组电流表、电压表的读数． (5)采用计算法或采用________法求电阻R .(6)把测量数据代入电阻率公式ρ＝________，计算出金属的电阻率． 1 如图S7­2所示，用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．图S7­2(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使F与A间距稍大于被测物，放入被测物，再转动________到夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件字母符号)(2)根据原理图连接图丙的实物图．(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变________的位置，得到几组U、I、L的数据，其中L为OP的长，用R＝UI计算出相应的电阻后作出R­L图线如图S7­3所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________．图S7­3式题在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验所用器材为：电源(电动势3 V，内阻约为1 Ω)、电流表(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)、电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数12345 6U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.460(1)根据以上实验数据，请在下面的虚线方框里画出该同学所采用的电路图．(2)某次测量中，电流表示数如图S7­4甲所示，电压表示数如图乙所示，则电流表和电压表的读数分别为______A和________V.图S7­4(3)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法正确的是( )A．多次测量金属丝直径取平均值，可以减小偶然误差B．由于所用测量仪器均已校准，故测量时可认为没有误差C．实验中电压表内阻引起的误差属于系统误差D．用U­I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差■ 注意事项1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测金属导线连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值．4．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．考点二数据处理与误差分析1.测定金属的电阻率的数据处理(1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值．(2)图像法求电阻：作出U­I图像，由图像的斜率求出电阻值．在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．2．测定金属的电阻率的误差分析(1)金属丝的直径测量是产生误差的主要来源之一．(2)采用伏安法测电阻时，电表的内阻会带来系统误差．(3)在测量长度、电流、电压的过程中，测量工具读数时会带来偶然误差．(4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．] 实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图S7­5甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：甲乙图S7­5电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；定值电阻：R0＝3 Ω；电源：电动势6 V，内阻可不计；开关、导线若干．回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)．(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图S7­6甲电路完成剩余部分的连接．图S7­6(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．某同学应用测定某电源的电动势E、内阻r的电路来测定一段电阻丝的电阻率ρ，设计的电路如图S7­7(a)所示．ab 是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2 Ω的保护电阻，滑动片P与电阻丝始终接触良好．实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d＝0.400 mm.实验时，闭合开关S，调节P的位置，记录aP长度x和对应的电压U、电流I的数据，并求得UI的数值，如下表所示：图S7­7x/m0.100.200.300.400.500.60U/V 1.50 1.72 1.89 2.00 2.10 2.18I/A0.490.430.380.330.310.28UI/Ω 3.06 4.00 4.97 6.06 6.777.79(1)根据表中数据在图(b)中作出UI­x关系图像利用该图像，可求得电阻丝的电阻率ρ＝ ________Ω·m (保留两位有效数字)．(2)图(b)中UI­x关系图像纵轴截距的物理意义是________________．■ 注意事项1．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．2．求R的平均值时可用两种方法：第一种是用R＝UI算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像(U­I图线)来求出．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．考点三同类实验拓展与创新测量思路实验电路测量原理或实验步骤1.利用定值电阻和两个电流表测量电阻根据并联电路的特点I1R＝I2R x，可得被测电阻为R x＝I1RI22.利用定值电阻和两个电压表测量电阻根据串联电路的特点U1R＝U2R x，可得被测电阻为R x＝U2RU13.等效替代法测电阻(1)——电阻箱和电流表①电路图如图所示；②闭合开关S，把开关S1拨到1，调节滑动变阻器R0，使电流表指针有一较大的偏角；③把开关S1拨到2，调节R使电流表的示数与步骤②中相同，注意R0保持不变；④读出电阻箱的阻值为R1；⑤被测电阻R x＝R14.等效替代法测电阻(2)——电阻箱和电压表①电路图如图所示；②闭合开关S，把开关S1拨到1，调节滑动变阻器R0，使电压表指针有一较大的偏角；③把开关S1拨到2，调节R使电压表的示数与步骤②中相同，注意R0保持不变；④读出电阻箱的阻值为R1；⑤被测电阻R x＝R13 利用如图S7­8甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20 Ω.带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b 上．在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0 V，内阻约为1 Ω)；电流表A1(量程0～100 mA，内阻约为5 Ω)；电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；电阻箱R(0～999.9 Ω)；开关、导线若干．图S7­8实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；F．断开开关，整理好器材．(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝________mm.(2)实验中电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)．(3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R­L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)．(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果______(选填“有”或“无”)影响．[2015·重庆卷] 同学们测量某电阻丝的电阻R x，所用电流表的内阻与R x相当，电压表可视为理想电压表．①若使用图S7­9所示电路图进行实验，要使得R x的测量值更接近真实值，电压表的a 端应连接到电路的________点(选填“b”或“c”)．图S7­9②测得电阻丝的U­I图如图S7­10所示，则R x为______Ω(保留两位有效数字)．图S7­10③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态．某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化．他们对此现象进行探究，在探究电阻丝两端的电压为10 V的条件下，得到电阻丝的电阻R x随风速v(用风速计测)的变化关系如图S7­11甲所示．由图可知当风速增加时，R x会________(选填“增大”或“减小”)．在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10 V，需要将滑动变阻器R W的滑片向________端调节(选填“M”或“N”)．④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图S7­11乙所示的电路．其中R 为两只阻值相同的电阻，R x为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表．如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表“＋”端和“－”端应分别连接到电路中的________点和________点(在“a”“b”“c”“d”中选填)．甲乙图S7­111．[2013·安徽卷] 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S7­12所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为________mm.图S7­12(2)为了精确测量合金丝的电阻R x，设计出如图S7­13甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接．甲乙图S7­132．如图S7­14甲所示的金属工件，截面外方内圆，外边长a约为1 cm、内径d约为0.5 cm、长度L约为40 cm.图S7­14(1)某同学用游标卡尺测出截面外边长如图乙所示，其读数a＝________ cm.(2)应选用________来测量工件内径d(填“毫米刻度尺”“游标卡尺”或“螺旋测微器”)．(3)为了测出该金属的电阻率，该同学设计了如图丙所示的电路，请按设计的电路完成实物图丁的连线．(4)实验测得工件两端电压为U，通过的电流为I，请写出该金属电阻率的表达式ρ＝________(用a、d、L、U、I等字母表示)．3．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图S7­15所示的电路．图中A0是标准微安表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：图S7­15(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N读数的________，此为待测微安表头内阻的测量值．4．某金属材料制成的电阻，阻值随温度变化而变化．为了测量R T在0到100 ℃之间的多个温度下的阻值，某同学设计了如图S7­16所示的电路，其中A是量程为3 mA、内阻忽略不计的电流表，E为电源(电动势为1.5 V，内阻约为1 Ω)，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，S为单刀双掷开关．图S7­16(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个：R A(0～150 Ω)、R B(0～500 Ω)，本实验中滑动变阻器选用________(选填“R A”或“R B”)．(2)完成下面实验步骤中的填空：①调节温度，使得R T的温度达到T1；②将S接1，调节R1，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；③将S接2，调节________，使________，记下此时电阻箱的读数R0；④则当温度为T1时，电阻R T＝________；⑤改变R T的温度，在每一温度下重复步骤②③④，即可测得电阻阻值随温度变化的规律．(3)由上述实验测得的不同温度下R T的电阻值，画出该金属材料制成的电阻R T随温度t 变化的图像如图S7­17甲所示．若把该电阻与电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA、内阻R g＝100 Ω)、电阻箱串联起来，连成如图S7­17乙所示的电路，用电阻R T 作为测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的金属电阻温度计．若电阻箱取值R＝50 Ω，则电流表5 mA处对应的温度数值为________℃.图S7­175．[2014·四川卷] 如图S7­18是测量阻值约几十欧的未知电阻R x的原理图，图中R0是保护电阻(10 Ω)，R1是电阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)．图S7­18在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：(ⅰ)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；(ⅱ)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；(ⅲ)重复步骤(ⅱ)，再测量6组R1和I2值；(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点．图S7­19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(0～3 mA，内阻为2.0 Ω)B．电流表(0～3 mA，内阻未知)C．电流表(0～0.3 A，内阻为5.0 Ω)D．电流表(0～0.3 A，内阻未知)A1应选用________，A2应选用________．②测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1＝0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”)．③在坐标纸上画出R1与I2的关系图．④根据以上实验得出R x＝________Ω.实验7 测定金属的电阻率【实验器材】电压表 滑动变阻器 【考点互动探究】考点一 实验原理与实验操作 1．R S l毫米刻度尺 螺旋测微器2．(1)直径d (2)大 (3)电路 (4)滑动变阻器滑片 (5)图像 (6)πd 2R4l例1 (1)D H G (2)见解析图 (3)线夹P (P 点或P ) πΔRd24ΔL[解析] (1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D ，使F 与A 间距稍大于被测物，放入被测物，再转动微调旋钮H 到夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动卡销G 使F 固定后读数．(2)如图所示．(3)实验中多次改变电阻丝长度，即改变线夹P 的位置进行测量；由电阻定律R ＝ρL S＝4ρL πd 2，R ­L 图线的斜率k ＝4ρπd 2＝ΔR ΔL ，则电阻率ρ＝πΔRd24ΔL. 变式题 (1)见解析图 (2)0.520 2.30 (3)ACD[解析] (1)因电流、电压从0起步可调，滑动变阻器采用分压式接法，又R x <R A R V ，电流表采用外接法，电路设计如图所示．(2)两表的读数都要估读，电流表的读数为0.520 A ，电压表的读数为2.30 V.(3)测量金属丝直径次数越多，取平均值时偶然误差抵消几率越大，选项A 正确；本实验所测电流值偏大，属系统误差，无法克服，选项B 错误，选项C 正确；用U ­I 图像处理数据，舍弃偏离直线较远的点，求金属丝电阻可以减小偶然误差，选项D 正确．考点二 数据处理与误差分析 例2 (1)R 2 a (2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确)[解析] (1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为R x ＝ρl S＝1.7 Ω，而R 0＋R x ＝4.7 Ω，根据电路图，电压表的量程是3 V ，电源的电动势为6 V ，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7 Ω.为了多测几组数据，以保证实验结果的准确性，滑动变阻器应选R 2.(2)略．(3)电压表最小刻度表示0.1 V ，应该按照110估读进行读数，所以读数为2.30 V.(4)因为R x ＝UI －R 0＝ρl S，所以l ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U I －R 0Sρ＝94 m. 变式题 (1)图略 1.2×10－6(2)电流表的内阻 [解析] (1)根据电阻定律得R ＝ρx S ，由欧姆定律得R ＝U I －R A ，联立得U I ＝ρS·x ＋R A ，由图像的斜率k ＝ρS，可求得电阻丝的电阻率ρ＝kS ＝1.2×10－6Ω·m.考点三 同类实验拓展与创新例3 (1)0.732 (2)A 1 (3)πd 2R 04L 0(4)无[解析] (1)根据螺旋测微器读数规则可得d ＝0.5 mm ＋0.232 mm ＝0.732 mm ； (2)根据题意，电路中可能出现的最大电流为I ＝3 V20 Ω＝0.15 A ＝150 mA ，故电流表选择A 1即可；(3)由闭合电路的欧姆定律可知，E ＝I (R ＋r ＋R A ＋R电阻丝)＝I ⎝⎛⎭⎪⎫R ＋r ＋R A ＋ρ4L πd 2，联立解得R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E I －r －R A －4ρπd 2·L ，由已知条件可知，k ＝－R 0L 0＝－4ρπd 2，解得ρ＝πd 2R 04L 0；(4)由ρ＝πd 2R 04L 0可知，本实验中电流表的内阻对电阻率的测量结果无影响．[点评] 本题测电阻率应用了闭合电路的欧姆定律，在保证电路干路电流一定的前提下，通过研究改变电阻丝长度L ，找到对应串联电阻R ，从而建立对应的R ­L 数量关系，借助图像的斜率k 有效解决了电阻率ρ的问题．变式题 ① c ② 4.1(4.0～4.2) ③减小 M ④b d[解析] ①电流表内阻和电阻丝阻值相当，电压表为理想电表，当a 端接到b 点时，电流表的内阻对R x 两端电压的测量影响较大，故用外接法，即接在c 点．②直接利用图像斜率计算即可；③根据图像，可知电阻随着风速的增大而减小；风速增加时，R x 阻值变小，电路总电阻变小，干路电流变大，导致测量电路两端的电压变小，为保持电阻丝两端的电压为10 V，滑动变阻器的滑片应向M端调节；④由③知，电阻随着风速的增大而减小，在串联电路中分到的电压也减小，观察电路知中间支路的两个电阻一直平分电压，而左侧支路无风时两个电阻平分电压，有风时上半部分R x分压多，下半部分R x分压少，要求风速从零增加时，电压表示数从零开始增加，分析电路中的分压情况可知，只有b、d两点间的电压满足上述要求，故电压表应接在b、d之间，且b点电势高，因此电压表的“＋”端接b，“一”端接d.【教师备用习题】1．[2014·江苏卷] 某同学通过实验测量一种合金的电阻率．(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题图所示的部件________ (选填“A”“B”“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.(2)题图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)．(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V 和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应做怎样的改进？请写出两条建议．[答案] (1)B0.410 (2)7、9 断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)[解析] (1)读数前应先旋紧B，螺旋测微器的读数为0 mm＋0.01 mm×41.0＝0.410 mm.(2)因为电压表有读数，说明除7、9之间的电路都应畅通，且是串联电路，由于电压表内阻比较大，因此通过电压表、电流表的电流比较小，滑动变阻器滑片的移动对两电表示数的影响较小，则7、9之间的电路可能接触不良，形成断路．(3)由于R V R A＝3000×0.3 Ω＝30 Ω，R x>R V R A，即R xR A>R VR x，宜采用电流表内接法；通过多次测量求平均值或图像法可提高实验的精确度．2．[2014·浙江卷] 小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出．图1(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U­I图上，如图2所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(选填“○”或“×”)表示的．图2(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.[答案] (1)如图所示图1图2(2)“×”(3)作图见第22题图2 用“×”连线R＝(1.1～1.3) Ω；用“○”连线R＝(1.5～1.7) Ω[解析] (1)由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3 V，电流表采用外接法．(2)由于外接法中电压表分流，测得的电阻比内接法测得的要小，故电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的．(3)用“×”数据点连直线，斜率为铅笔芯的电阻，考虑误差因素，R＝(1.1～1.3) Ω，用“○”数据点连直线，同理得R＝(1.5～1.7) Ω.3．[2013·广东卷]图(a)是测量电阻R x的原理图．学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.图(a)图(b)图(c)(1)根据原理图连接图(b)的实物图．(2)断开S 2，合上S 1；调节电源输出电压为 3.0 V 时，单位长度电阻丝的电压u ＝________V/cm.记录此时电流表A 1的示数．(3)保持S 1闭合，合上S 2；滑动c 点改变ac 的长度L ，同时调节电源输出电压，使电流表A 1的示数与步骤(2)记录的值相同，记录长度L 和A 2的示数I .测量6组L 和I 值，测量数据已在图(c)中标出．写出R x 与L 、I 、u 的关系式R x ＝______________；根据图(c)用作图法算出R x ＝______________________ Ω.[答案] (1)如图所示 (2)0.1 (3)Lu I64．[2012·山东卷] 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：R x (阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V ，内阻约3 k Ω)； 电流表：A 1(量程0.6 A ，内阻约0.2 Ω)； A 2(量程3 A ，内阻约0.05 Ω)； 电源：E 1(电动势3 V ，内阻不计)； E 2(电动势12 V ，内阻不计)；滑动变阻器：R (最大阻值约20 Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S ；导线．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．Ｋ[答案] ①1.770(1.768～1.772均正确)②A1E1如图所示[解析] 因为待测金属丝的额定电流为0.5 A，所以流经电流表的电流最大值是0.5 A，所以电流表选择A1.本实验滑动变阻器采用限流接法，所以滑动变阻器与待测电阻丝串联，如果选择电动势为12 V的电源，电路中的最小电阻为120.5Ω＝24 Ω，滑动变阻器必须全部接入电路，不能得到多组数据，影响测量精度，所以电源选择E1.5．[2012·北京卷] 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为____________mm(该值接近多次测量的平均值)．图1(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知，他们测量x是采用图2中的______________(选填“甲”或“乙”)．图2(3)图3是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．图3(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U­I 图线．由图线得到金属丝的阻值R x＝________Ω(保留两位有效数字)．图4(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________ (有多个正确选项)．A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U­I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差[答案] (1)0.397(0.395～0.399) (2)甲(3)如图5所示图5图6(4)如图6所示 4.5(4.3～4.7) (5)C (6)CD[解析] (2)从表格可以看出，电压表是从很小读数开始，所以采用分压式接法．。