第4课时 实验：测定金属导体电阻率 电阻的测量全面版

第4课时 实验：测定金属导体电阻率 电阻的测量

【要点导学】

1．滑动变阻器的两种接法：在图7-4-1中分别画出限流接法和分压接法．并讨论两种接法的好处。

图7-4-1 2．伏安外接法和内接法的区别是什么? 在图7-4-2中画出电路图并进行误差分析。

图7-4-2 3.游标卡尺和螺旋测微仪的读数。 （1） 游标卡尺：

① 以游标尺零刻线位置为准，在主尺上读取毫米数Ｌ．

② 看游标尺上第几条刻线与主尺上的某一刻线（不管是第几条刻线）对齐，从游标上读出毫米以下的小数为n?L，式中n为与主尺某刻线对齐的游标尺第n条刻线，?L为该游标卡尺的精度． ③ 得出读数为L?n?L．

注意点：① 游标卡尺的精度分三种：游标尺10分度的精度为0.1mm，20分度的精度为0.05mm，50分度的精度为0.02mm；② 游标卡尺不需要估读． （2） 螺旋测微器：

螺旋测微器读数时，先从固定刻度上读出露出的刻度值，注意固定刻度上有整毫米和半毫米两行刻度线，若半毫米刻度线未露出，则只读其整毫米部分，若半毫米刻度线已露出，则连同半毫米读出；再读可动刻度部分的读数，看可动刻度转过多少，即可动读数，再乘以精确度，两者相加即为被测物体长度．

用公式表示为L＝A＋0.01mm×n．式中L为被测物体长度的测量值，A为固定刻度的读数，n为可动刻度上的读数，n要估读，单位全部用毫米． 【典型例题】

【例1】如图7-4-3所示，游标卡尺的示数为cm；螺旋测微器的示数为mm．

图7-4-3

【例2】某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值．

(1)现有电源(4 V，内阻可不计)，滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)，开关和导线若干，以及下列电表：

A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω) B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω) C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ) D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ) 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用下图中的________(选填“甲”或“乙”)

(2)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成实物间的连线． (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流

表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图所示，可得该电阻的测U

量值Rx＝＝________Ω(保留两位有效数字)．

I

(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母)

A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值 C．电压表测量值小于Rx两端的电压值D．电压表测量值大于Rx两端的电压值 (5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U－x关系的示意图中正确的是________．

【例3】某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L＝0.700m，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量： 电压表（量程15V，电阻约30kΩ）、 电流表（量程300μＡ，内阻约50Ω）、 滑动变阻器（100Ω，１Ａ）、

电池组（电动势E＝12V，内阻r＝6Ω）、 单刀单掷开关一个、导线若干．

下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图乙所示．

图7-5-6

丙

根据以上所述请回答下面的问题：（1）玻璃管内径d的测量值为cm；

（2） 根据表中数据在图丙坐标中已描点，请作出U-I图象，根据图象求出电阻R＝Ω（保留两位有效数字）；

（3） 计算导电溶液的电阻率的表达式是ρ＝（用R、d、L表示），测量值为Ω·ｍ（保留两位有效数字）；

（4） 请在图甲中补画出未连接的导线．

【例4】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所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.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 U/V I/A 1 0.10 0.020 2 0.30 0.060 3 0.70 0.160 4 1.00 0.220 5 1.50 0.340 6 1.70 0.460 7 2.30 0.520 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的______图(选填“甲”或“乙”)． (3)下图是测量Rx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．

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)．

(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．1×102 Ω·m

－

B．1×103 Ω·m

－

C．1×106Ω·m

－

D．1×108 Ω·m

第4课时 实验：测定金属导体电阻率 电阻的测量

（作业）

班级姓名学号

1.用伏安法测量某电阻Rx阻值，现有实验器材如下： 直流电源E：电动势3V，内阻不计

待测电阻Rx（阻值大约为5Ω，额定功率为1.8W） 电流表A1（0~0.6A，内阻约为0.02Ω） 电流表A2（0~3A，内阻约为0.05Ω） 电压表V1（0~3V，内阻约为3kΩ） 电压表V2（0~15V，内阻约为15kΩ）

图7-4-7

滑动变阻器R1（0~20Ω）滑动变阻器R2（0~500Ω） （1）待测电阻Rx额定电压约为；额定电流约为多大；

（2）为了较准确测量Rx阻值，保证器材的安全，且操作方便，电流表、电压表、滑动变阻器应选择，并在方框内7-4-7画出实验电路图。

2.某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω） B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω） C．定值电阻R0=100Ω

D．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω

图7-4-8 E．电源E，电动势E=4V（内阻不计）F．电键S及导线若干

（1）根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的1/3，请你在虚线框内7-4-8画出测量Rx的一种实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。

（2）实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。（用字母表示）

3.图甲为一段粗细均匀的新型导电材料棒,现要测量该材料的电阻率:

(1) 首先用多用电表的欧姆挡(倍率为×100Ω)粗测其电阻,指针位置如图乙所示,其读数R=Ω.

图7-4-9 (2) 用螺旋测微器测量此新型导电材料棒直径d,测量结果如图丙所示，则d=mm.； (3) 采用以下器材用伏安法尽可能准确地测量其电阻:

A. 电流表:量程为0.6A，内阻约为0.2Ω； B. 电压表:量程为3V，内阻约为3kΩ; C. 滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A； D. 电源E：电动势6V； E. 电键S,导线若干，请在方框7-4-9中画出实验原理电路图。

(4)如果(3)实验电路中电流表示数为I,电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d,则该材料的电阻率ρ=(用I、U、L、d表示）。

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