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,实验,2,金属丝电阻率的测量,第十一章,3,实验：导体电阻率的测量,实验2金属丝电阻率的测量第十一章3实验：导体电阻率的测,明确原理提炼方法,精析典题提升能力,随堂演练逐点落实,内容索引,NEIRONGSUOYIN,明确原理提炼方法精析典题提升能力随堂演练逐点落实内容索,明确原理提炼方法,01,明确原理提炼方法01,1.,实验原理,(1),把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻,R,(,).,电路原理图如图,1,所示,.,(2),用,测出,金属丝的有效长度,l,，,用,_,测出,金属丝的直径,d,，算出横截面积,S,(,S,).,图,1,毫米刻度尺,螺旋测,微器,1.实验原理图1毫米刻度尺螺旋测微器,2.,实验器材,螺旋测微器,或,、,、,电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电池,、,.,3.,实验步骤,(1),测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录,.,(2),连电路：按如图,1,所示的电路图连接实验电路,.,(3),测长度：,用,测量,接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量,3,次，并记录,.,游标卡尺,毫米刻度尺,滑动变阻器,毫米刻度尺,2.实验器材游标卡尺毫米刻度尺滑动变阻器毫米刻度尺,(4),求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电,阻值,的,位置，电路经检查确认无误后，闭合开关,S.,改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数,I,和,U,的值，记入表格内，断开开关,S.,(5),拆除实验电路，整理好实验器材,.,4.,数据处理,电阻,R,的数值可用以下两种方法确定：,(1),计算法：利用每次测量的,U,、,I,值分别计算出电阻，再求出电阻,的,_,作为,测量结果,.,(2),图像法：可建立,U,I,坐标系，将测量的,U,、,I,值描点作出图像，利用图像,的,来,求出电阻值,R,.,最大,平均值,斜率,(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻,5.,注意事项,(1),因一般金属丝电阻较小，为了减小实验的系统误差，必须选择电流表外接法；,(2),测量,l,时应测接入电路的金属丝,的,长度,(,即两接线柱之间的长度，且金属丝伸直,),；在金属丝的,3,个不同位置上用螺旋测微器测量直径,d,.,(3),电流不宜,过,(,电流表用,0,0.6 A,量程,),，通电时间,不宜,，,以免电阻率因温度升高而变化,.,有效,大,太长,5.注意事项有效大太长,精析典题提升能力,02,精析典题提升能力02,实验原理及操作,一,例,1,在,“,金属丝电阻率的测量,”,的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图,2,所示，金属丝的匝数为,39,，用米尺测出金属丝的长度,L,，金属丝的电阻大约为,5,，先用伏安法测出金属丝的电阻,R,，,图,2,解析,从,题图中可读出紧密绕制的金属丝的宽度为,2.53 cm,，故直径,为,0.064 9 cm,0.649 mm(0.645,0.651 mm,均可,).,(1),从图中得出金属丝的直径为,_,_,_,mm.,0.649(0.645,0.651,均可,),实验原理及操作一例1在“金属丝电阻率的测量”的实验中，用刻,(2),为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：,A.,电压表,0,3 V,，内阻约,10 k,B.,电压表,0,15 V,，内阻约,50 k,C.,电流表,0,0.6 A,，内阻约,0.05,D.,电流表,0,3 A,，内阻约,0.01,E.,滑动变阻器，,0,10,F.,滑动变阻器，,0,100,要求较准确地测出其阻值，电压表应选,_,，电流表应选,_,，滑动变阻器应选,_.(,填序号,),E,A,C,(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：EA,解析,因为两节干电池的电压是,3 V,，故用,3 V,量程的电压表,A,；因为金属丝的电阻大约为,5,，如果把,3 V,的电压全加在金属丝上，电流才是,0.6 A,，因此用量程是,0.6 A,的电流表,C,；此题中金属丝的电阻大约为,5,，为了减小实验误差且便于调节，应选,10,的滑动变阻器,E.,解析因为两节干电池的电压是3 V，故用3 V量程的电压表A,实验中某同学的实物连线如图,3,所示，请指出该同学实物连线中的两处明显错误,.,图,3,错误,a,：,_,；,错误,b,：,_.,导线连接在滑动变阻器的滑片,上,采用了电流表内接法,解析,错误,a,：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误,b,：采用了电流表内接法,.,实验中某同学的实物连线如图3所示，请指出该同学实物连线中的,实验数据处理,二,例,2,在,“,金属丝电阻率的测量,”,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.,图,4,(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,4,所示，其读数应为,_,_,_,mm(,该值接近多次测量的平均值,).,0.398(0.395,0.399,均可,),解析,螺旋测微器的读数为,0 mm,39.8,0.01 mm,0.398 mm.,实验数据处理二例2在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量,(2),用伏安法测金属丝的电阻,R,x,.,实验所用器材为电池组,(,电压,3 V),、电流表,(,内阻约,0.1),、电压表,(,内阻约,3 k),、滑动变阻器,R,(0,20,，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,1,2,3,4,5,6,7,U,/V,0.10,0.30,0.70,1.00,1.50,1.70,2.30,I,/A,0.020,0.060,0.160,0.220,0.340,0.460,0.520,(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(电压,这个小组的同学在坐标纸上建立,U,I,坐标系，如图,5,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,R,x,_,(,保留两位有效数字,).,图,5,答案,见解析,图,4.4(4.3,4.7,均可,),解析,图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图所示,.,图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值,R,x,4.4.,这个小组的同学在坐标纸上建立UI坐标系，如图5所示，图中已,(3),根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为,_.,A.1,10,2,m,B.1,10,3,m,C.1,10,6,m,D.1,10,8,m,1,10,6,m,，故选项,C,正确,.,(3)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_,针对训练,用伏安法测量电阻,R,的阻值，进而求出电阻率,，某实验小组测出了,6,组电压、电流值，并在,U,I,图像中进行描点，如图,6,所示,.,(1),根据图像中描点情况，写出分析数据求解,R,值的步骤：,_.,答案,见解析,解析,作,U,I,图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点,(,左起第,2,个点,),应舍弃,；,求该直线的斜率,k,，则,R,k,.,图,6,针对训练用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率，某实验,(2),求出的电阻值,R,_.(,保留,3,位有效数字,),229(217,237,均正确,),解析,在图像中的直线上取两点，求出,R,229.,(2)求出的电阻值R_,(3),待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用,50,分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图,7,甲、乙所示,.,由图可知其长度为,_ cm,，直径为,_ cm.,0.800,解析,题图甲读数,l,8 mm,0,0.02 mm,8.00 mm,0.800 cm,题图乙读数,d,1 mm,45,0.02 mm,1.90 mm,0.190 cm,图,7,0.190,(3)待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺,(4),由以上数据可求出,_,_,_.(,保留,1,位有效数字,),8,10,2,m,(4)由以上数据可求出_.(保留,随堂演练逐点落实,03,随堂演练逐点落实03,1.,现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度,.,螺旋测微器和游标卡尺的示数如图,8(a),和,(b),所示,.,1,2,图,8,(1),圆柱体的直径为,_,mm,，长度为,_,cm.,1.847,4.240,1.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法,解析,由题图,(a),可知，螺旋测微器固定刻度示数为,1.5 mm,，可动刻度示数为,34.7,0.01 mm,0.347 mm,，螺旋测微器示数为,1.5 mm,0.347 mm,1.847 mm,；,1,2,由题图,(b),可知，游标卡尺主尺示数为,4.2 cm,，游标尺示数为,8,0.05 mm,0.40 mm,，游标卡尺示数为,42 mm,0.40 mm,42.40 mm,4.240 cm,；,解析由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5 mm,(2),若流经圆柱体的电流为,I,，圆柱体两端间的电压为,U,，圆柱体的直径和长度,分别用,D,、,L,表示，则用测得的,D,、,L,、,I,、,U,表,示的电阻率的关系式为,_,_,_.,1,2,(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端间的电压为U，圆柱体,2.,在,“,金属丝电阻率的测量,”,的实验中，待测金属丝的电阻,R,x,约为,5,，实验室备有下列实验器材：,A.,电压表,(,量程,0,3 V,，内阻约为,15 k),；,B.,电压表,(,量程,0,15 V,，内阻约为,75 k),；,C.,电流表,(,量程,0,3 A,，内阻约为,0.2),；,D.,电流表,(,量程,0,0.6 A,，内阻约为,1),；,E.,滑动变阻器,R,1,(0,10,，,0.6 A),；,F.,滑动变阻器,R,2,(0,2 000,，,0.1 A),；,G.,电池组,E,(3 V),；,H.,开关,S,，导线若干,.,1,2,2.在“金属丝电阻率的测量”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约,(1),为减小实验误差，应选用的实验器材有,_,_,_(,填器材前面的序号,).,1,2,ADEGH,解析,由于电源电动势为,3 V,，所以电压表应选,A,；,被,测电阻约为,5,，电路中的最大电流约为,I,0.6 A,，电流表应选,D,；,根据,滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选,E,；,还要,选用电池组和开关，导线若干,.,故应选用的实验器材有,A,、,D,、,E,、,G,、,H.,(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_(,(2),为减小实验误差，本实验采用电路图如图,9,所示,.,请把如图,10,中的实物图用线连接起来,.,1,2,答案,见解析图,图,9,图,10,(2)为减小实验误差，本实验采用电路图如图9所示.请把如图1,1,2,解析,实物连接如图所示,.,12解析实物连接如图所示.,(3),若用毫米刻度尺测得金属丝长度为,60.00 cm,，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图,11,所示，则金属丝的直径为,_,_,_,mm,，电阻值为,_,.,2.4,0.636(0.634,0.638,均可,),图,11,解析,从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为,0.636 mm,，从电压表可以读出电阻两端电压为,1.20 V,，从电流表可以读出通过电阻的电流为,0.50 A,，,1,2,(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋,
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