第8章 实验11 测量金属丝的电阻率(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

　测量金属丝的电阻率 (对应学生用书第205页) 教材原型实验　 (对应学生用书第206页) 　实验电路设计和器材选择 电流表内、外接法的选择 1.电流表的内接法和外接法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压 U测＝Ux＋UA 电压表分流 I测＝Ix＋IV 电阻 测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx，测量值大于真实值 R测＝＝ <Rx，测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx 适用于 测量 大阻值电阻 (大内) 小阻值电阻 (小外) 2.两种接法的选择 (1)阻值比较法 先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内小外”。 (2)临界值计算法 ①Rx<时，用电流表外接法。 ②Rx>时，用电流表内接法。 (3)实验试探法 按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则应采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则应采用电流表内接法。 3．电流表和电压表的选择 (1)根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择。 (2)根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择。 (3)根据电源的参数进行选择。 [题组训练] 1．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表的内阻约为2 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 (a)　　　　　　　　　(b) [解析]　根据串、并联电路的特点解题。根据题意知>，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1>Rx真；图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2<Rx真。 [答案]　Rx1　大于　小于 2．(2023·江苏模拟)电导率是电阻率的倒数，25 ℃时合格纯净水的电导率小于5.0×10－4 Ω－1·m－1。某小组为测量一水厂纯净水的电导率，用绝缘性能良好的塑料圆柱形容器装满采集的水样，然后用金属圆片电极将容器两端密封，实验室还提供了下列器材： A．游标卡尺 B．电压表V(量程3 V，内阻约5 kΩ) C．灵敏电流计G(量程20 μA，内阻约250 Ω) D．滑动变阻器R(阻值0～20 Ω，额定电流1 A) E．电源(E＝6 V，内阻很小) F．开关、导线若干 (1)图甲为游标卡尺的结构示意图，实验前需测量圆柱形容器的内径，应使用游标卡尺的 __________(选填“A”“B”或“C”)进行测量，游标卡尺示数为 ________ cm。 甲 (2)请用笔画线代替导线，将图乙测量纯净水样品电阻的实物电路连接完整。 乙 (3)测量数据如下表所示，请在图丙中作出U-I图像。根据图像求出该样本电阻的阻值Rx＝______ kΩ(结果保留两位有效数字)，进而可以求出电导率。 U/V 0.52 1.20 1.80 2.36 2.78 I/μA 2.0 4.4 6.8 8.8 10.4 丙 (4)若装入的纯净水样品未完全充满塑料圆柱形容器，这将会使测得的电导率 ________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)，理由是 ______________________________________________________________。 [解析]　(1)由题图可知，要测量圆柱形容器的内径，应使用游标卡尺的A进行测量，游标卡尺的精确度为0.02 mm，游标卡尺示数为31 mm＋0.02×5 mm＝31.10 mm＝3.110 cm。 (2)为了使得电压变化范围较大，滑动变阻器采用分压式接法；由题可知，灵敏电流计电流变化范围很小，电流表的分压较小，为了减小误差，灵敏电流计采用内接法，实物图连接如图所示： (3)将表中数据描于坐标纸上，用一条直线尽可能地穿过更多的点，不在直线上的点尽量均匀地分布在直线两侧，误差较大的点舍去，画出的U-I图像如图所示： 根据图像求得该样本电阻的阻值为： Rx＝ Ω≈2.7×105 Ω＝2.7×102 kΩ。 (4)若装入的纯净水样品未完全充满塑料圆柱形容器，这将会使测得的电导率偏小，理由是电流方向上，样品的横截面积减小，所测电阻