探究决定导线电阻的因素

1第3讲实验五探究决定导线电阻的因素一、螺旋测微器二、游标卡尺热点一考查读数问题【典例1】(1)如图7－3－8所示的两把游标卡尺，它们的游标尺自左至右分别为9mm长10等分、19mm长20等分，它们的读数依次为________mm，________mm.(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图7－3－9所示，则a、b金属丝的直径分别为________mm，________mm.(3)①图7－3－10甲用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，表针的示数是________A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.②图7－3－10乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中指针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针指示的是________V.(4)旋钮式电阻箱如图7－3－11所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω.今欲将接入电路的电阻改为2087Ω，最简单的操作方法是________．若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为________．热点二伏安法测电阻(或电阻率)【典例2】(2012·北京卷，21)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50cm.(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7－3－13所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．2(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3V，内阻约1Ω)，电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、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1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.340.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图7－3－14中的________图(选填“甲”或“乙”)．(3)图7－3－15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，补充完成图7－3－15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．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图7－3－16所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图7－3－16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Rx＝________Ω(保留两位有效数字)．图7－3－16(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·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．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．由于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图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【变式跟踪2】某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率，实验要求必须精确测出该段材料的阻值．除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：3电流表A1，量程1A，内阻r1约0.5Ω电流表A2，量程30mA，内阻r2约200Ω电压表V1，量程6V，内阻RV1等于20kΩ电压表V2，量程10V，内阻RV2约30kΩ滑动变阻器R1，0～20Ω，额定电流2A滑动变阻器R2，0～2000Ω，额定电流1mA电源E(电动势为12V，内阻r约2Ω)(1)请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选________．[(2)若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L，直径为d，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________________，式中符号的含义为__________．热点三“替代法”测电阻【典例3】(2011·课标全国卷，22)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图7－3－17所示的电路．图中A0是标准电流表，R0和RN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：(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RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．【变式跟踪3】科学实验是人们认识自然的重要手段．电学实验中经常需要测量某负载的电阻．(1)测电阻的方法有多种，现在有一只标有“220V，100W”的灯泡，它正常工作时的电阻为________Ω.若用多用电表的欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻应________灯泡正常工作时的电阻(填“大于”、“等于”或“小于”)．这是因为____________________________．(2)请你用下列器材设计一个实验，测定灯泡正常工作时的电阻．A．220V交流电源B．单刀双掷开关一个C．电阻箱一个(0～999Ω，额定电流1A)D．交流电流表一个(0～0.6A)E．导线若干请画出电路原理图．电表内阻的测量【典例4】某同学要测电压表的内阻RV，测量的电路如图7－3－18a所示，供选择的器材如下：4③待测电压表(0～3V，内阻约3kΩ)；②电压表(0～6V，内阻约6kΩ)；③定值电阻R1＝3kΩ；④定值电阻R2＝30Ω；⑤滑动变阻器R3(0～1kΩ，1A)；⑥滑动变阻器R4(0～10Ω，2A)；⑦电源3.0V，内阻不计；⑧开关一个，导线若干．根据上述条件，请你完成下面的实验．(1)定值电阻应选________；滑动变阻器应选________．(2)根据电路图a，在图b中用实线把实物连成电路；(3)实验过程中的测量步骤为：移动滑动变阻器触头到某一位置，记录、的读数U1、U2；不断改变滑动变阻器触头的位置，得到一组U1、U2的值，分别以U1、U2为坐标轴建立坐标系，作出相应图线(如图7－3－19所示)，测得该图线的斜率为k.根据图线的斜率k和选定的定值电阻，写出待测电压表内阻的表达式为RV＝________．作业题3．(2012·山东卷，21(2))在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；电源：E1(电动势3V，内阻不计)；E2(电动势12V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；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7－3－22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．4．(2012·广东卷，34(1))某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图7－3－23(a)和(b)所示，长度为________cm，直径为________mm.(2)按图7－3－23(c)连接电路后，实验操作如下．(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω.(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.