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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验八测定金属电阻率,(同时练习使用螺旋测微器),1/61,2/61,注意事项,1,.,游标卡尺读数：若用,x,表示由主尺上读出整毫米数，,K,表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐游标格数，则统计结果表示为(,x,K,准确度)mm。,2,.,螺旋测微器读数,：方法：固定刻度数,mm,可动刻度数,(,估读一位,)0.01 mm,。,3,.,先测直径，再连电路：,为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。,4,.,电流表外接法,：本试验中被测金属丝阻值较小，故采取电流表外接法。,5,.,电流控制,：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，造成电阻率在试验过程中变大。,3/61,误差分析,4/61,热点一测量仪器、仪表读数,1,.,游标卡尺,(1),游标卡尺读数主尺读数游标尺读数。,(2),游标卡尺读数方法：,“,三看,”,第一看,准确度,第二看,游标尺上,0,刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端,比如,(,如图,1,所表示,),图,1,5/61,第三看,游标尺哪条,(,第,N,条,),刻度线与主尺上刻度线对齐,2,.,螺旋测微器读数,螺旋测微器读数固定刻度部分读数,(mm),可动刻度部分读数,准确度,(mm),。,3,.,电压表和电流表,(1)0,3 V,电压表和,0,3 A,电流表读数方法相同，此量程下准确度是,0.1 V,或,0.1 A,，看清楚指针实际位置，读到小数点后面两位。,(2),对于,0,15 V,量程电压表，准确度是,0.5 V,，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到,0.1 V,。,(3),对于,0,0.6 A,量程电流表，准确度是,0.02 A,，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求,“,半格估读,”,，即读到最小刻度二分之一,0.01 A,。,6/61,【例1】,(1),如图2所表示三把游标卡尺，它们游标卡尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们读数依次为_mm，_mm，_mm。,图,2,7/61,(2)使用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图3所表示，则金属丝直径是_mm。,图,3,8/61,(3),图,4,甲使用,0.6 A,量程时，对应刻度盘上每一小格代表,_A,，图中表针示数是,_A,；当使用,3 A,量程时，对应刻度盘上每一小格代表,_A,，图中表针示数为,_A,。,图乙使用较小量程时，每小格表示,_V,，图中表针示数为,_V,。若使用是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示,_ V,，图中表针示数为,_V,。,图,4,9/61,(4),旋钮式电阻箱如图,5,所表示，电流从接线柱,A,流入，从,B,流出，则接入电路电阻为,_,。今欲将接入电路电阻改为,2 087,，最简单操作方法是,_,。若用两个这么电阻箱，即可得到电阻值范围为,_,。,图,5,10/61,解析,(1),图,2,甲读数：整毫米是,17,，不足,1,毫米数是,70.1 mm,0.7 mm,，最终结果是,17 mm,0.7 mm17.7 mm。,图2乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是17,0.05 mm,0.85 mm，最终结果是23 mm0.85 mm23.85 mm。,图2丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是9,0.02 mm,0.18 mm，最终结果是3 mm0.18 mm3.18 mm。,(2),固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米从可动刻度上读，其示数为15.0，最终读数：2.0 mm15.0,0.01 mm,2.150 mm。,11/61,(3),使用,0.6 A,量程时，刻度盘上每一小格为,0.02 A,，表针示数为,0.44 A,；当使用,3 A,量程时，每一小格为,0.1 A,，表针示数为,2.20 A,。,电压表使用,3 V,量程时，每小格表示,0.1 V,，表针示数为,1.70 V,；使用,15 V,量程时，每小格表示,0.5 V,，表针示数为,8.5 V,。,(4),电阻为,1 987,。最简单操作方法是将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0。每个电阻箱最大阻值是9 999，用这么两个电阻箱串联可得到最大电阻是29 999 19 998。故用两个这么电阻箱，可得到电阻值范围为019 998。,答案,(1)17.7,23.853.18(2)2.150(3),0.02,0.440.12.20,0.1,1.700.58.5(4)1 987将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0 019 998,12/61,【变式训练1】某试验探究小组同学准备测量电炉丝电阻率，他们首先用螺旋测微器测出一段电炉丝直径和长度如图,6,甲、乙所表示，则该电炉丝直径为_mm，长度为_mm。该小组同学又从标称为“220 V500 W”“220 V300 W”“220 V25 W”3个电炉中任选一个，正确使用多用电表欧姆10挡测量其阻值，结果如图丙所表示，则该电炉阻值是_，选标称功率为_W电炉丝。,13/61,图,6,14/61,解析,由图甲所表示螺旋测微器可知，固定刻度示数为,0.5 mm,，可动刻度示数为,40.0,0.01 mm,0.400 mm，金属丝直径为0.5 mm0.400 mm0.900 mm；,由图乙所表示游标卡尺可知，主尺示数为3.3 cm33 mm，游标尺示数为2,0.05 mm,0.10 mm，金属丝长度为33 mm0.10 mm33.10 mm；,答案0.90033.10165300,15/61,热点二教材原型试验,伏安法测电阻,电流表内接法和外接法比较,内接法,外接法,电路图,误差原因,电流表分压,U,测,U,x,U,A,电压表分流,I,测,I,x,I,V,16/61,17/61,【例,2,】,某试验小组尝试测量一段电阻丝电阻率。可供选择器材有：,A,.,电池组,E,(,电动势为,3 V,，内阻约,5),；,B,.,电压表,V(,量程为,0,3 V,，内阻约,15 k),；,C,.,电阻箱,R,(0,999.9),；,D,.,开关、导线若干。,18/61,图,7,19/61,完成以下填空：,(1),把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝直径，测量结果如图,7,甲所表示，其读数为,d,_mm,。,(2),将电阻丝两端固定在有刻度尺接线板两端接线柱上，在被固定电阻丝上夹一个与接线柱,c,相连小金属夹,P,。试验要求将,a,、,c,端接入电路，且将小金属夹,P,右移、电阻箱阻值减小时，接入电路电压表读数保持不变，如图乙所表示，请用笔画线代替导线在图丙中完成电路连接。,(3),图乙中电压表读数为,U,_V,。,20/61,(4),改变金属夹,P,与电阻丝接触点位置，调整电阻箱接入电路中阻值，使电压表读数保持不变，如图乙所表示。重复屡次，统计每一次电阻箱阻值,R,和接入电路电阻丝长度,L,，数据如表格所表示。断开开关，整理试验器材。请在图丁中描点，并作出,R,L,图象。,(5),依据,R,L,图象和已知数据，可求出该电阻丝电阻率为,_m,。,(,计算结果保留,2,位有效数字,),R,/,21.0,17.0,13.0,9.0,L,/cm,20.00,40.00,60.00,80.00,21/61,解析,(1),螺旋测微器读数要估读到,0.001 mm,，读数为,0 mm,40.00.01 mm,0.400 mm,。,(2),试验要求,a,、,c,接入电路，且,P,右移、电阻箱阻值减小时，电压表读数保持不变，则电阻箱和电阻丝应该串联，电压表测量二者电压和。试验电路连接见答案图甲所表示。,(3),电压表估读到0.01 V，故电压表读数为2.50 V。,(4),R,L,图象见答案图乙所表示。,22/61,答案(1)0.400(2)如图甲所表示(3)2.50(4)如图乙所表示(5)2.510,6,23/61,【变式训练2】试验室购置了一捆标称长度为,100 m,铜导线，某同学想经过试验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm,2,，查得铜电阻率为1.710,8,m,，再利用图8甲所表示电路测出铜导线电阻,R,x,，从而确定导线实际长度。,图,8,24/61,可供使用器材有：,电流表：量程,0.6 A,，内阻约,0.2,；,电压表：量程,3 V,，内阻约,9 k,；,滑动变阻器,R,1,：最大阻值,5,；,滑动变阻器,R,2,：最大阻值,20,；,定值电阻：,R,0,3,；,电源：电动势,6 V,，内阻可不计；,开关、导线若干。,回答以下问题：,(1),试验中滑动变阻器应选,_(,填,“,R,1,”,或,“,R,2,”),，闭合开关,S,前应将滑片移至,_(,填,“,a,”,或,“,b,”),端。,25/61,(2),在实物图,9,中，已正确连接了部分导线，请依据图甲电路完成剩下部分连接。,(3),调整滑动变阻器，当电流表读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所表示，读数为_V。,(4),导线实际长度为_m(保留2位有效数字)。,图,9,26/61,(2),连接图见答案。,(3),电压表量程3 V，指针在2后第3条刻度线，故读数为2.30 V，估读为2.29或2.31均可。,27/61,答案(1),R,2,a,(2)如图所表示。,(3)2.30(2.29,、,2.31,均正确,),。,(4)94(93,、,95,均正确,),。,28/61,1,.,仪器选择普通步骤,(1),首先选择唯一性器材。,(2),粗画电路图(暂不接电流表和电压表)。,(3),估算回路中电流和电压最大值，在电表指针有较大幅度偏转但不超出其量程情况下，结合已知器材规格，确定试验电路和试验器材。,2,.,实物图连线基本标准,对限流式电路，普通是从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。对分压式电路，应先将电源、开关和滑动变阻器全部电阻用导线连接起来，然后在滑动变阻器上金属杆两端接线柱中任选一个，依据电路中电流流向将测量电路部分连接起来即可。,29/61,热点三试验拓展创新,1,.,等效替换法测电阻,如图,10,所表示。,图,10,30/61,31/61,【例,3,】,电学试验中经常需要测量电阻阻值：,(1),测电阻方法有很各种，现在有一只标,“220 V,40 W”,灯泡，它正常工作时电阻为,_,。若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡电阻，则测出电阻值就,_(,填,“,大于,”“,等于,”,或,“,小于,”),灯泡正常工作时电阻值。,(2),用以下器材设计一个试验，测量该灯泡正常工作时电阻值。,A,.,220 V,交流电源,B,.,单刀双掷开关一只,C,.,电阻箱一只,(0,999.9,，额定电流,0.5 A),D,.,固定电阻一只,(0.5 k,，额定电流,0.3 A),E,.,交流电流表一只,(0,0.3 A),32/61,请在方框内画出电路原理图。,33/61,(2),应用替换法。因电阻箱最大阻值小于灯泡正常工作电阻值，故应串联一固定电阻，电路原理图如图。,答案(1)1 210小于(2)看法析图,34/61,图,11,35/61,图,12,36/61,(2),半偏法近似测量电压表内阻。,方法一：,如图,13,所表示，测量电压表 内阻，操作步骤以下：,图,13,37/61,滑动变阻器滑片滑至最右端，电阻箱阻值调到最大；,闭合,S,1,、,S,2,，调整,R,0,，使,表示数指到满偏刻度。,断开,S,2,，保持,R,0,不变，调整,R,，使,表指针指到满刻度二分之一；,由上可得,R,V,R,。,方法二：如图14所表示，测量电压表 内阻，操作步骤以下：,图,14,38/61,【例,4,】,(,新课标全国卷,，23),电压表满偏时经过该表电流是半偏时经过该表电流两倍。某同学利用这一事实测量电压表内阻,(,半偏法,),，试验室提供器材以下：,待测电压表,(,量程,3 V,，内阻约为,3 000),，电阻箱,R,0,(,最大阻值为,99 999.9),，滑动变阻器,R,1,(,最大阻值,100,，额定电流,2 A),，电源,E,(,电动势,6 V,，内阻不计,),，开关,2,个，导线若干。,(1),虚线框内为该同学设计测量电压表内阻电路图一部分，将电路图补充完整。,39/61,(2),依据设计电路，写出试验步骤：,_,。,(3),将这种方法测出电压表内阻记为,R,V,，与电压表内阻真实值,R,V,相比，,R,V,_,R,V,(,填,“,”“,”,或,“,”),，主要理由是,_,。,40/61,解析,(1),试验电路图如图所表示。,(2),移动滑动变阻器滑片，以确保通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关,S,1,、,S,2,，调整,R,1,，使电压表指针满偏,；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开,S,2,，调整电阻箱,R,0,使电压表指针半偏，读取电阻箱电阻值，此即为测得电压表内阻。,(3),断开S,2,，调整电阻箱,R,0,使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得电压也增大，此时,R,0,两端电压大于电压表半偏电压，,R,V,R,V,答案,(1),看法析图,(2),看法析,(3),理由看法析,41/61,【变式训练,3,】,用伏安法测定一个待测电阻,R,x,阻值,(,阻值约为,200),，试验室提供以下器材：,电池组,E,：电动势,3 V,，内阻不计；,电流表,A,1,：量程,0,15 mA,，内阻约为,100,；,电流表,A,2,：量程,0,300 A,，内阻为,1 000,；,滑动变阻器,R,1,：阻值范围,0,20,，额定电流,2 A,；,电阻箱,R,2,：阻值范围,0,9 999,，额定电流,1 A,；,开关,S,、导线若干。,要求试验中尽可能准确地测量,R,x,阻值，请回答以下问题：,42/61,(1),为了测量待测电阻两端电压，能够将电流表,_(,填写器材代号,),与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到,_,，这么能够改装成一个量程为,3.0 V,电压表。,(2),在图,15,中画完整测量,R,x,阻值电路图，并在图中标明器材代号。,图,15,43/61,(3),调整滑动变阻器,R,1,，两表示数如图,16,所表示，可读出电流表,A,1,示数是,_mA,，电流表,A,2,示数是,_A,，测得待测电阻,R,x,阻值是,_,。此次测量存在一定系统误差，考虑这个原因测量值比真实值,_(,填,“,偏大,”,或,“,偏小,”),。,图,16,44/61,采取电流表外接法测量电流值偏大，所以测量电阻偏小。,答案,(1)A,2,9 000,(2),电路如图,(3)8.0,150,187.5,偏小,45/61,电路设计时两个技巧,(1),电流表灵活选取,已知内阻电流表可做电压表使用，在缺乏适当电压表情况下，惯用电流表代替电压表使用，这是电学设计电路高频考点。,(2),电压表灵活选取,已知内阻电压表可做电流表使用，在缺乏适当电流表情况下，惯用电压表代替电流表使用，这是设计电路中高频考点。,46/61,1,.,(,全国卷,，23),某同学利用图,17,所表示电路测量量程为,2.5 V,电压表,内阻,(,内阻为数千欧姆,),，可供选择器材有：电阻箱,R,(,最大阻值,99 999.9),，滑动变阻器,R,1,(,最大阻值,50),，滑动变阻器,R,2,(,最大阻值,5 k),，直流电源,E,(,电动势,3 V),，开关,1,个，导线若干。,图,17,47/61,试验步骤以下,按电路原理图,17,连接线路；,将电阻箱阻值调整为,0,，将滑动变阻器滑片移到与图,17,中最左端所对应位置，闭合开关,S,；,调整滑动变阻器，使电压表满偏；,保持滑动变阻器滑片位置不变，调整电阻箱阻值，使电压表示数为,2.00 V,，记下电阻箱阻值。,回答以下问题：,(1),试验中应选择滑动变阻器,_(,填,“,R,1,”,或,“,R,2,”),。,48/61,(2),依据图,17,所表示电路将图,18,中实物图连线。,图,18,49/61,(3),试验步骤,中统计电阻箱阻值为,630.0,，若认为调整电阻箱时滑动变阻器上分压不变，计算可得电压表内阻为,_(,结果保留到个位,),。,(4),假如此电压表是由一个表头和电阻串联组成，可推断该表头满刻度电流为,_(,填正确答案标号,),。,A,.,100 A B,.,250 A C,.,500 A D,.,1 mA,50/61,解析,(1),本试验测电压表内阻，试验中电压表示数改变不大，则接入电阻箱后电路总电阻改变不大，故需要滑动变阻器最大阻值较小，故选,R,1,可减小试验误差。,(2),滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所表示。,51/61,答案(1),R,1,(2)看法析图(3)2 520(4)D,(3),电压表和电阻箱串联，两端电压分别为,2.00 V,和0.50 V，则,R,V,4,R,2 520。,52/61,2,.,某研究小组要测量电压表,V,1,内阻,r,1,，要求方法简捷，有尽可能高测量精度，并能测得多组数据，现提供以下器材：,A,.,电压表,V,1,：量程,3 V,，内阻,r,1,待测,(,约,2 000),B,.,电压表,V,2,：量程,6 V,，内阻,r,2,4 000,C,.,电压表,V,3,：量程,4 V,，内阻,r,3,10 000,D,.,电流表,A,1,：量程,0.6 A,，内阻,r,4,0.05,E,.,滑动变阻器,R,0,：总电阻约,50,F,.,电源,E,：电动势,15 V,，内阻很小,G,.,开关,S,、导线若干,53/61,(1),请从所给器材中选出适当器材，设计电路，在虚线方框中画出电路图，标明所用器材符号。,(2),依据所设计电路图，写出待测电压表,V,1,内阻,r,1,表示式，即,r,1,_,，式中各符号意义是,_,_,。,54/61,55/61,56/61,3,.,(,全国卷,，23),某同学利用如图,19,所表示电路测量一微安表,(,量程为,100 A,，内阻大约为,2 500),内阻。可使用器材有：两个滑动变阻器,R,1,、,R,2,(,其中一个阻值为,20,，另一个阻值为,2 000),；电阻箱,R,z,(,最大阻值为,99 999.9),；电源,E,(,电动势约为,1.5 V),；单刀开关,S,1,和,S,2,。,C,、,D,分别为两个滑动变阻器滑片。,图,19,57/61,(1),按原理图,19,将图,20,中实物连线。,图,20,58/61,(2),完成以下填空：,R,1,阻值为,_(,填,“20”,或,“2 000”),。,为了保护微安表，开始时将,R,1,滑片,C,滑到靠近图,19,中滑动变阻器,_,端,(,填,“,左,”,或,“,右,”),对应位置；将,R,2,滑片,D,置于中间位置附近。,将电阻箱,R,z,阻值置于,2 500.0,，接通,S,1,。将,R,1,滑片置于适当位置，再重复调整,R,2,滑片,D,位置，最终使得接通,S,2,前后，微安表示数保持不变，这说明,S,2,接通前,B,与,D,所在位置电势,_(,填,“,相等,”,或,“,不相等,”),将电阻箱,R,z,和微安表位置对调，其它条件保持不变，发觉将,R,z,阻值置于,2 601.0,时，在接通,S,2,前后，微安表示数也保持不变。待测微安表内阻为,_(,结果保留到个位,),。,(3),写出一条提升测量微安表内阻精度提议：,_,_,。,59/61,解析,(1),实物连线如图所表示：,(2),滑动变阻器,R,1,采取分压式接法，为了方便调整要选择阻值较小滑动变阻器；,为了保护微安表，开始时将,R,1,滑片,C,滑到滑动变阻器左端对应位置；,60/61,将电阻箱,R,z,阻值置于,2 500.0,，接通,S,1,；将,R,1,滑片置于适当位置，再重复调整,R,2,滑片,D,位置；最终使得接通,S,2,前后，微安表示数保持不变，这说明,S,2,接通前后在,B,、,D,中无电流流过，可知,B,与,D,所在位置电势相等；,(3),为了提升测量精度，应调整,R,1,上分压，尽可能使微安表靠近满量程。,答案,(1),看法析,(2),20,左,相等,2 550,(3),调整,R,1,上分压，尽可能使微安表靠近满量程。,61/61,
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