測定金屬絲電阻率(第二課時)

1．實驗原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d，計算出橫截面積S，并用伏安法測出電阻Rx，即可計算出金屬絲的電阻率．2．實驗器材被測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動變阻器(50Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，毫米刻度尺．

4．電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較

(3)實驗試探法：按圖接好電路，讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法．五、滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較分壓接法優(yōu)點：電壓、電流調(diào)節(jié)范圍大，且與R0無關(guān)。1.下列幾種情況必須選用分壓式①當(dāng)用電器的電阻比滑動變阻器的全值電阻小，即Rx≤R滑，或者兩者差不多時且不要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)或多測幾組數(shù)據(jù)時，一般選擇限流電路。②當(dāng)用電器的電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器的全值電阻時，應(yīng)選擇分壓電路。

Rx＞＞R滑①當(dāng)用電器的電壓或電流要求從零開始連續(xù)可調(diào)時，應(yīng)選擇分壓電路。③若采用限流電路時，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流，應(yīng)選擇分壓式。

②當(dāng)兩種電路都能滿足實驗要求時，應(yīng)優(yōu)選選擇限流電路。2.下列幾種情況可以選用限流式一）、兩種接法的選擇方法簡記為：零起必分壓、滑小必分壓、滑大可限流、燒表必分壓二）、滑動變阻器的選擇(1)用分壓接法時，應(yīng)該選用最大阻值較小、額定電流較大的滑動變阻器。(2)用限流式接法時，應(yīng)該選用阻值和被測電阻接近的滑動變阻器。[例1](2013·北京·21)某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在實驗中，電流表應(yīng)選用_____，電壓表應(yīng)選用____(選填器材前的字母)；實驗電路應(yīng)采用圖中的____(選填“甲”或“乙”)．BC甲

(2)圖是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實物間的連線．

I＝0.50AU＝2.60V

5.2(4)若在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是______；若在(1)問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________．(選填選項前的字母)A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值[解析]

甲電路中產(chǎn)生誤差的原因是由于電壓表的分流作用，使電流表的示數(shù)大于流過Rx的電流，選項B正確；乙電路的誤差來源于電流表的分壓作用，電壓表示數(shù)為Rx和電流表的電壓之和，選項D正確．BD

儀器選擇的基本思路[規(guī)律總結(jié)](3)儀器選擇的一般步驟①首先選擇唯一性的器材；②粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；③估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材．[變式題組]1．在測量金屬絲電阻率的實驗中，可供選用的器材如下：待測金屬絲：Rx(阻值約4Ω，額定電流約0.5A)；電壓表：V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表：A1(量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)；A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω)；電源：E1(電動勢3V，內(nèi)阻不計)；E2(電動勢12V，內(nèi)阻不計)；滑動變阻器：R(最大阻值約20Ω)；螺旋測微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線．(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________mm.(2)若滑動變阻器采用限流式接法，為使測量盡量精確，電流表應(yīng)選________，電源應(yīng)選________(均填器材代號)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．1.773E1A1待測電阻絲的額定電流約為0.5A,選0.6A量程的電流表A1；U=IR=0.5×4A=2V;選E=3V的電源；由于待測電阻絲的電阻較小，故應(yīng)選外接法電阻測量的幾種方法1．伏安法電路圖特點：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻時應(yīng)用內(nèi)接法測量，測小電阻時應(yīng)采用外接法測量)外接法內(nèi)接法

2．某中學(xué)探究小組在嘗試用不同的方法測量電阻的實驗，其中一個成員用以下器材測量待測電阻Rx的阻值．A．待測電阻Rx：阻值約為100ΩB．電源E：電動勢約為6.0V、內(nèi)阻忽略不計；C．電流表1：量程50mA、內(nèi)阻r1＝20Ω；D．電流表2：量程300mA、內(nèi)阻r2約為4ΩE．定值電阻R0：阻值為20Ω；F．滑動變阻器R：最大阻值為10ΩG．單刀單擲開關(guān)S、導(dǎo)線若干．他測量電阻Rx所用的電路圖如圖所示．(1)電路圖中的電流表A1應(yīng)該選擇電流表___(填“1”或“2”)，開關(guān)S閉合前,滑動變阻器R的滑片應(yīng)該移到__端(填“A”、“B”或“無要求”)．(2)若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，則由已知量和測得量表示Rx的表達(dá)式為Rx＝________.[解析](1)電流表1

：r1＝20Ω，待測電阻Rx兩端的電壓，即U＝(I2－I1)R0－I1r1，從而得出Rx的阻值1A

4．等效法測電阻如圖所示，先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，讀出電流表示數(shù)I；然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)仍為I，則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值．P144例3

6．半偏法測電流表內(nèi)阻電路圖如圖所示步驟：(1)斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使

的示數(shù)滿偏為Ig；(2)保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，使

的示數(shù)為

；(3)由上可得RA＝R.(1)將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時______________________的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點2，調(diào)節(jié)________，使________________________________，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計算RN讀數(shù)的________，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值．[變式題組]7．為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路．圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電池．完成下列實驗步驟中的填空：R0標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)RN標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I平均值8．

(2013·廣東·34(2))圖(a)是測量電阻Rx的原理圖，學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計)，標(biāo)有長度刻度的均勻電阻絲ab的總長為30.0cm.①根據(jù)原理圖連接圖(b)的實物圖．②斷開S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0V時，單位長度電阻絲的電壓u＝________V/cm，記錄此時電流表A1的示數(shù)．

0.1③保持S1閉合，合上S2；滑動c