人教高中物理同步講義練習(xí)必修三11.3實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體的電阻率的測(cè)量（解析版）

第十一章電路及其應(yīng)用第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體的電阻率的測(cè)量課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量1．掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法.2．掌握電流表、電壓表的讀數(shù)方法．3．掌握測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)原理和方法.4．了解伏安法測(cè)電阻的思路及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法．（一）課前閱讀：一、游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)1．構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖所示)2．原理：利用主尺的單位刻度與游標(biāo)尺的單位刻度之間固定的微量差值來(lái)提高測(cè)量精度．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度1mm與每小格的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm3.用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．4．讀數(shù)若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游標(biāo)尺的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度)mm.5．注意事項(xiàng)(1)游標(biāo)卡尺是根據(jù)刻度線對(duì)齊來(lái)讀數(shù)的，所以不需要估讀，但讀數(shù)要注意最小精確度所在的位數(shù)，如果讀數(shù)最后一位是零，該零不能去掉．(2)讀數(shù)時(shí)，要注意游標(biāo)尺第幾條刻度線(不含零刻度線)與主尺對(duì)齊．二、螺旋測(cè)微器的原理及讀數(shù)1．構(gòu)造如圖所示，它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動(dòng)刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測(cè)微螺桿F連在一起的，并通過精密螺紋套在B上．2．原理測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)3．讀數(shù)方法L＝固定刻度示數(shù)＋可動(dòng)刻度示數(shù)(估讀一位)×0.01mm.4．注意事項(xiàng)(1)讀數(shù)時(shí)準(zhǔn)確到0.01mm，要估讀到0.001mm，測(cè)量結(jié)果若用毫米做單位，則小數(shù)點(diǎn)后面必須保留三位．(2)讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否露出．三、實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，如圖，取一段金屬電阻絲連接到電路中，測(cè)出電阻絲的電阻R、長(zhǎng)度l和直徑d(S＝eq\f(πd2,4))，由R＝ρeq\f(l,S)得：ρ＝eq\f(RS,l)(用R、S、l表示)＝eq\f(πd2R,4l)(用R、d、l表示)，從而計(jì)算出該電阻絲所用材料的電阻率．（二）基礎(chǔ)梳理一、物理量的測(cè)量1．電阻的測(cè)量根據(jù)伏安法測(cè)電阻的思想：用電壓表測(cè)電阻絲兩端的電壓，用電流表測(cè)電阻絲中的電流，讀出多組電壓、電流值，通過U－I圖像求R.2．電阻絲有效長(zhǎng)度的測(cè)量用刻度尺測(cè)量電阻絲接入電路的有效長(zhǎng)度l.反復(fù)測(cè)量多次，得到有效長(zhǎng)度的平均值．3．電阻絲直徑的測(cè)量電阻絲比較細(xì)，所以我們采用累積的方法測(cè)量，或選取螺旋測(cè)微器或游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量電阻絲的直徑d.在不同位置測(cè)量三次，取平均值d后，根據(jù)S＝eq\f(1,4)πd2計(jì)算出電阻絲的橫截面積S.【拓展補(bǔ)充】電壓表、電流表的讀數(shù)1．0～3V量程的電壓表和0～3A量程的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A，讀到0.1的下一位，即讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位．2．對(duì)于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1V.3．對(duì)于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.二、數(shù)據(jù)分析1．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)公式法求電阻：測(cè)量多組電流、電壓值，求出對(duì)應(yīng)的電阻后取平均值，不能對(duì)電流、電壓取平均值．(2)圖像法求電阻：作出U－I圖像，由圖像的斜率求出電阻值，在設(shè)定標(biāo)度時(shí)要盡量使各點(diǎn)(3)計(jì)算導(dǎo)體的電阻率：將三個(gè)測(cè)量值代入公式ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)即可求電阻絲的電阻率．2．誤差分析(1)電阻絲通電時(shí)溫度升高，使所測(cè)電阻率比常溫下電阻率略大．(2)電阻絲長(zhǎng)度及電阻絲直徑測(cè)量不準(zhǔn)確．【即學(xué)即練】判斷下列說(shuō)法的正誤.在某實(shí)驗(yàn)室中，甲同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)一金屬絲直徑時(shí)，儀器刻度的位置如圖甲所示，則金屬絲直徑為________mm；該同學(xué)又用游標(biāo)卡尺測(cè)一金屬球直徑時(shí)，儀器刻度的位置如圖乙所示，則金屬球的直徑為________cm.答案5.2000.97解析l＝(5.0＋20.0×0.01)mm＝5.200mmd＝(0.9＋0.01×7)cm＝0.97cm.滑動(dòng)變阻器的兩種接法1．滑動(dòng)變阻器的兩種接法(限流電路、分壓電路)限流電路分壓電路電路圖閉合開關(guān)前滑片的位置應(yīng)在最左端，即保證滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大應(yīng)在最左端，即開始時(shí)R上得到的電壓為零R兩端的電壓范圍eq\f(R,R0＋R)U～U0～U通過R的電流范圍eq\f(U,R0＋R)～eq\f(U,R)0～eq\f(U,R)2.兩種接法的適用條件(1)限流式接法適合測(cè)量阻值小的電阻(與滑動(dòng)變阻器總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)。因?yàn)镽小，限流式接法中滑動(dòng)變阻器分得的電壓大，移動(dòng)滑片調(diào)節(jié)范圍大。(2)分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(比滑動(dòng)變阻器的總電阻大)。因?yàn)镽大，分壓式接法中R幾乎不影響電壓的分配，移動(dòng)滑片電壓變化明顯，便于調(diào)節(jié)。(3)以下幾種情況必須采用分壓式接法①若采用限流式接法不能使電路中電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即不論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，待測(cè)電阻上的電流(或電壓)都會(huì)超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測(cè)電阻的額定電流，則必須選用分壓式接法。②若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，不利于多次測(cè)量平均值，此時(shí)應(yīng)改用分壓式接法。③若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始連續(xù)可調(diào)，則必須采用分壓式接法。(4)在兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單，能耗低?！镜淅觥坷?．在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖所示，則該金屬絲直徑的測(cè)量值d＝____mm.(2)請(qǐng)根據(jù)如圖甲所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)驗(yàn)器材連接起來(lái)，并使滑動(dòng)變阻器的滑片P置于b端時(shí)接通電路后的電流最?。?3)若通過測(cè)量可知，金屬絲的長(zhǎng)度為l，直徑為d，通過金屬絲的電流為I，對(duì)應(yīng)金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率ρ＝________.(用題目所給字母和通用數(shù)學(xué)符號(hào)表示)答案(1)0.384(0.383～0.385均可)(2)見解析圖(3)eq\f(πUd2,4Il)解析(1)螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)為零，可動(dòng)刻度示數(shù)為38.4×0.01mm＝0.384mm，故d＝0.384mm.(2)接法如圖所示．(3)根據(jù)歐姆定律有Rx＝eq\f(U,I)，又Rx＝ρeq\f(l,S)，S＝eq\f(πd2,4)，聯(lián)立可得ρ＝eq\f(πUd2,4Il).二、電表的兩種接法1．電表的兩種接法內(nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)UV＝UR＋UA>UR電流表示數(shù)IA＝IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)>eq\f(UR,IR)＝R真電壓表示數(shù)UV＝UR電流表示數(shù)IA＝IR＋I(xiàn)V>IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)<eq\f(UR,IR)＝R真誤差來(lái)源電流表的分壓作用電壓表的分流作用2．選擇電流表內(nèi)、外接的常用方法(1)直接比較法：適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計(jì)的情況，當(dāng)Rx?RA時(shí)，采用內(nèi)接法，當(dāng)Rx?RV時(shí)，采用外接法，即大電阻用內(nèi)接法，小電阻用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”。(2)公式計(jì)算法當(dāng)Rx>eq\r(RARV)時(shí)，用電流表內(nèi)接法，當(dāng)Rx<eq\r(RARV)時(shí)，用電流表外接法，當(dāng)Rx＝eq\r(RARV)時(shí)，兩種接法效果相同。(3)試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況，如圖所示，把電壓表的可動(dòng)接線端分別試接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表的分流作用對(duì)電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法，若電壓表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大，所以應(yīng)選外接法。例2．在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx的阻值約為200Ω，電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖甲或乙所示，結(jié)果由公式Rx＝eq\f(U,I)計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖甲和圖乙中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則____________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。答案Rx1大于小于解析由題意知eq\f(RV,Rx)＝eq\f(2000Ω,200Ω)＝10，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(200Ω,10Ω)＝20，故eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)，電壓表的分流作用較顯著，故應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法，即題圖甲所示接法，Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值。題圖甲中待測(cè)電阻的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)后的電阻值，故Rx真<Rx1，題圖乙中待測(cè)電阻的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)后的電阻值，故Rx2<Rx真。二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例3．在“測(cè)定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)．待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm.(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)．(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為電池組(3V)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．某小組同學(xué)利用以上器材按照?qǐng)D正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(3)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U－I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________．(π取3.14)A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m答案(1)0.398(0.397～0.399均正確)(3)見解析圖4.4(4.3～4.7均可)(4)C解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0＋39.8×0.01mm＝0.398mm.(3)圖線應(yīng)過原點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖所示．圖線的斜率表示金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx≈4.4Ω.(4)根據(jù)Rx＝ρeq\f(l,S)得金屬絲的電阻率ρ＝eq\f(RxS,l)＝eq\f(πRxd2,4l)＝eq\f(3.14×4.4×0.398×10－32,4×0.5)Ω·m≈1.09×10－6Ω·m，故選項(xiàng)C正確．例4．某同學(xué)測(cè)量一段長(zhǎng)度已知的電阻絲的電阻率．實(shí)驗(yàn)操作如下：(1)螺旋測(cè)微器如圖所示．在測(cè)量電阻絲的直徑時(shí)，先將電阻絲輕輕地夾在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間，使電阻絲與測(cè)微螺桿、測(cè)砧剛好接觸，再旋動(dòng)________(選填“A”“B”或“C”)，直到聽到“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時(shí)防止螺旋測(cè)微器損壞．(2)選擇電阻絲的________(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值作為電阻絲的直徑．(3)圖甲中Rx為待測(cè)電阻絲．請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動(dòng)變阻器接入圖乙實(shí)物電路中的正確位置．(4)為測(cè)量Rx，利用圖甲所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1－I1關(guān)系圖像如圖所示．接著，將電壓表改接在a、b兩端，測(cè)得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖中方格紙上作出U2－I2圖像．(5)由此，可求得電阻絲的阻值Rx＝________Ω.根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率．答案(1)C(2)不同(3)如圖所示(4)如圖所示(5)23.5(23.0～24.0均可)解析(1)A起固定作用，便于讀數(shù)；B為粗調(diào)，調(diào)節(jié)B使電阻絲與測(cè)微螺桿、測(cè)砧剛好接觸；然后調(diào)節(jié)C，C起微調(diào)作用．(2)電阻絲電阻R＝ρeq\f(l,S)，測(cè)量一段電阻絲的電阻，S為這段電阻絲的橫截面積，而不是某位置處的橫截面積，故應(yīng)在不同位置進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值作為電阻絲的直徑以減小誤差．(4)把U2和I2的數(shù)據(jù)在方格紙中描點(diǎn)，用過原點(diǎn)的直線把它們連在一起，讓盡可能多的點(diǎn)在直線上．(5)結(jié)合題圖中圖線的斜率可知R0＋Rx＋RA＝49.0Ω，R0＋RA＝25.5Ω，解得Rx＝23.5Ω.3．金屬絲電阻率的測(cè)量由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)，因此，只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l、橫截面積S和金屬絲的電阻R，即可求出金屬絲的電阻率ρ。(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＝\f(U,I)))。電路原理如圖所示。(2)用毫米刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，算出橫截面積S。(3)將測(cè)量的數(shù)據(jù)代入公式ρ＝eq\f(RS,l)，求金屬絲的電阻率。三、實(shí)驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器、被測(cè)金屬絲、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．直徑測(cè)定用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S＝eq\f(πd2,4)。2．電路連接按如圖所示的原理圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。3．長(zhǎng)度測(cè)量用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量3次，求出其平均值l。4．U、I測(cè)量把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到a端，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S。5．拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。五、數(shù)據(jù)處理1．在求R的平均值時(shí)可用兩種方法(1)用R＝eq\f(U,I)分別算出各次的數(shù)值，再取平均值。(2)用U-I圖線的斜率求出。2．計(jì)算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)R、l、d的值代入電阻率計(jì)算式得ρ＝Req\f(S,l)＝eq\f(πd2U,4lI)。六、誤差分析1．金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得，直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一。2．采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測(cè)量值小于真實(shí)值，使電阻率的測(cè)量值偏小。3．金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來(lái)偶然誤差。4．由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測(cè)量誤差。七、注意事項(xiàng)1．本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法。2．被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，是指待測(cè)金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測(cè)金屬絲長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值。3．測(cè)金屬絲直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，求其平均值。4．閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處在使待測(cè)電阻被短路的位置。5．在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過待測(cè)金屬絲的電流I不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大。6．若采用圖像法，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離大一些，連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮。一、實(shí)驗(yàn)題1．如下圖所示，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為mm：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為cm。

【答案】8.4003.050【解析】[1]螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)8.0mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)等于最終讀數(shù)，即[2]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為，游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，游標(biāo)尺讀數(shù)為主尺讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù)等于最終讀數(shù)，即2．采用圖1所示的電路圖來(lái)測(cè)量金屬絲的電阻率。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在（填“M”或“N”）端。（2）按照?qǐng)D1連接實(shí)物圖，如圖2所示。閉合開關(guān)前檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯(cuò)，該導(dǎo)線為（填“a”“b”或“c”）。若閉合開關(guān)，該錯(cuò)誤連接會(huì)帶來(lái)的問題有。

【答案】Mb移動(dòng)滑片時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)不變【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)處在最大阻值處，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在M端。（2）[2][3]滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，滑動(dòng)變阻器下端兩接線柱與電源相連，故b導(dǎo)線接錯(cuò)；該錯(cuò)誤帶來(lái)的問題是移動(dòng)滑片的過程中電壓表和電流表的示數(shù)不變。3．用如甲圖所示的電路來(lái)探究某種金屬絲的電阻與長(zhǎng)度之間的關(guān)系。電源電動(dòng)勢(shì)為3V，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，通過調(diào)節(jié)P的位置，記錄MP的長(zhǎng)度x，并讀出對(duì)應(yīng)的電流表和電壓表的示數(shù)，算出相應(yīng)的電阻R，利用多組測(cè)量的數(shù)據(jù)繪出如乙圖所示的圖像，回答下列問題：

（1）電流表的量程應(yīng)選擇A（選填“0~0.6”或“0~3”）。（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，把電流表和滑動(dòng)變阻器連接好。（3）若該金屬絲的直徑用螺旋測(cè)微器測(cè)量的示數(shù)如丙圖所示，則讀數(shù)為mm，該金屬絲的電阻率（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】0~3

0.400/0.399/0.401（或）【解析】（1）[1]由題意可知滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，由乙可知金屬絲接入電路的最小阻值為左右，最大阻值為左右，而電源電動(dòng)勢(shì)為3V，若電流表量程選擇0~0.6A，當(dāng)金屬絲接入最小阻值時(shí)，電壓表示數(shù)不能超過，則電壓表讀數(shù)較小，誤差較大，故為了電壓表和電流表讀數(shù)都盡量大一些，電流表的量程應(yīng)選擇0~3A。（2）[2]根據(jù)題意可知滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，則完整電路連線如圖所示

（3）[3]螺旋測(cè)微器的精確值為，由圖丙可知金屬絲的直徑為[4]根據(jù)電阻定律可得可知圖像的斜率為解得該金屬絲的電阻率為4．一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，長(zhǎng)約，電阻大約，截面圖如圖甲所示。

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖乙所示，金屬管線的外徑為。（2）實(shí)驗(yàn)室使用如下器材：電流表（量程，內(nèi)阻約），電壓表（量程，內(nèi)阻約），滑動(dòng)變阻器，蓄電池（，內(nèi)阻很小），開關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干；請(qǐng)根據(jù)器材將如圖丙所示的實(shí)物電路補(bǔ)充完整。（3）金屬管線樣品材料的電阻率為，通過多次測(cè)量得出金屬管線的電阻為，金屬管線的外徑為，要想求得金屬管線內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的截面積，在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還需要測(cè)量的物理量是。計(jì)算中空部分截面積的表達(dá)式為?！敬鸢浮?.043/2.044/2.045

金屬管線的長(zhǎng)度【解析】（1）[1]金屬管線的外徑為（2）[2]電路實(shí)物圖如下圖所示

（3）[3][4]根據(jù)電阻定律有其中為陰影部分的截面積，則中空部分的截面積則解得中空部分截面積的表達(dá)式為所以還需要測(cè)量的物理量金屬管長(zhǎng)度。5．如圖甲為桶裝水電動(dòng)抽水器，某興趣小組利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律測(cè)量該抽水器的流量Q（單位時(shí)間流出水的體積）。

（1）為了方便測(cè)量取下不銹鋼出水管，用游標(biāo)卡尺測(cè)量其內(nèi)徑D，如圖乙，讀數(shù)為mm；（2）重新安裝出水管，轉(zhuǎn)動(dòng)出水管至出水口水平，使水能夠沿水平方向流出；（3）接通電源，待水流穩(wěn)定后，用米尺測(cè)出管口到落點(diǎn)的高度差h=5cm和管口到落點(diǎn)的水平距離L=20cm；已知重力加速度g=10m/s2，則出口處的水流速度v=m/s，（保留兩位有效數(shù)字）；（4）該抽水器的流量Q的表達(dá)式為Q=（用物理量D、v表示）?！敬鸢浮?.52.0【解析】（1）[1]游標(biāo)卡尺讀數(shù)是主尺讀數(shù)（mm的整數(shù)倍）加上游標(biāo)尺的讀數(shù)（mm的小數(shù)位），由圖可讀出為（3）[2]根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的關(guān)系式，管口到落點(diǎn)的高度差可得小落時(shí)間為則出口處的水流速度（4）[3]抽水器的流量Q的表達(dá)式為6．導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆?，F(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長(zhǎng)樣品（固態(tài)），某同學(xué)欲測(cè)量其電阻率，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．測(cè)得樣品截面的邊長(zhǎng)a=0.20cm；b．將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁間左右移動(dòng)；c．將丙調(diào)節(jié)至某位置，測(cè)量丙和某探針之間的距離L；d．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表示數(shù)I=0.40A，讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，斷開開關(guān)S；e．改變丙的位置，重復(fù)步驟c、d，測(cè)量多組L和U，作出U—L圖像如圖（b）所示，得到直線的斜率k。回答下列問題：（1）L是丙到（填“甲”“乙”或“丁”）的距離；（2）寫出電阻率的表達(dá)式ρ=（用k、a、I表示）；（3）根據(jù)圖像計(jì)算出該樣品的電阻率ρ=Ω?m（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮恳?.5×10－5【解析】（1）[1]由于電壓表測(cè)量的是乙、丙之間的電壓，則L是丙到乙的距離。（2）[2]根據(jù)電阻定律有再根據(jù)歐姆定律有聯(lián)立有則（3）[3]根據(jù)圖像可知k=6.5V/m則根據(jù)（2）代入數(shù)據(jù)有ρ=6.5×10－5Ω?m7．某學(xué)習(xí)小組在“測(cè)量鉛筆芯電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：（1）用伏安法測(cè)量鉛筆芯的電阻Rx（阻值約為5?），實(shí)驗(yàn)中除開關(guān)，若干導(dǎo)線外還提供下列器材：電流表A1（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.5?）；電流表A2（量程0~3A，內(nèi)阻約0.05?）；電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約3k?）；滑動(dòng)變阻器R（0~20?）；電源E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)）。為了提高測(cè)量精確度，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選（填“A1”或“A2”）。根據(jù)所選用的實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)選用下面電路圖（填“甲”或“乙”）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）某