11.3 第2课时 金属丝电阻率的测量（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

电路及其应用 第3节　实验：导体电阻率的测量 第2课时　金属丝电阻率的测量 第十一章 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。 2．了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法。 　　学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率，并能进行误差分析。 　　通过使用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，以及测量电阻等过程，进一步形成自觉遵守实验操作规范和谨慎操作的习惯。 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 电阻R 长度l 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 二、物理量的测量 1．电阻的测量：根据伏安法测电阻的思想，用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R。 2．电阻丝有效长度的测量：用______测量电阻丝________的有效长度l。反复测量多次，得到有效长度的平均值。 必备知识 自主学习 刻度尺 接入电路 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 螺旋测微器 游标卡尺 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 电流 电压 斜率 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 必备知识 自主学习 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 B 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 AD 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 AD 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 　 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 1．(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作错误的是(　　) A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变 素养训练 学业评价 AC 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 　　 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 谢谢观看 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 一、实验思路 取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的______、______和直径d(S＝)，由R＝ρ得ρ＝＝，从而计算出电阻丝所用材料的电阻率。 3．电阻丝直径的测量：电阻丝比较细，所以我们采用累积的方法测量，或选取__________或________来测量电阻丝的直径d。在不同位置测量三次，取d的平均值，根据S＝πd2计算出电阻丝的横截面积S。 三、数据分析 1．公式法求电阻：测量多组____、____值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值。 2．图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的____求出电阻值。在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线较远的点可以不予考虑。 3．计算导体的电阻率：将三个测量值代入公式ρ＝＝，即可求出电阻丝的电阻率。 (误差分析)测量金属丝电阻率时常见的误差： (1)金属丝直径、长度的测量带来的偶然误差。 (2)电流表外接法，R测<R真，导致ρ测<ρ真(系统误差)。 (3)通电时间过长，电流过大，会导致导体电阻率发生变化(系统误差)。 探究点一___电流表的内接与外接 1．伏安法测电阻原理 欧姆定律给我们提供了测量电阻的一种方法，由R＝可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻的阻值。 2．电流表两种接法的比较 内接法 外接法 电路 内接法 外接法 误差分析 电压表示数： U V＝UR＋UA＞UR 电流表示数：IA＝IR R测＝＞＝R真 电压表示数： U V＝UR 电流表示数： IA＝IR＋I V＞IR R测＝＜＝R真 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 适用情况 测大电阻 测小电阻 内接法 外接法 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 适用情况 测大电阻 测小电阻 3.电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪R V时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。 (2)公式计算法： 当<，即Rx＞时，用电流表内接法； 当>，即Rx＜时，用电流表外接法； 当Rx＝时，两种接法效果相同。 (3)试触法：适用于Rx、R V、RA的阻值关系不能确定的情况。如图所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化： ①若电流表的示数变化明显，即>，说明电压表的分流对电路影响大，表明Rx较大，应选用电流表内接法。 ②若电压表的示数变化明显，即<，说明电流表的分压对电路影响大，表明Rx较小，应选用电流表外接法。 【例1】 (2024·河南洛阳期末)某同学要用伏安法测电阻，现有电压表(量程10 V，内阻约为40 kΩ)，电流表(量程100 mA，内阻约为2 Ω)，待测电阻R约为200 Ω，他准备选用如图甲或乙电路。关于他应选用的电路和测量结果的说法，正确的是(　　) A．他应选用甲电路，测量值会略大于待测电阻R的真实值 B．他应选用甲电路，测量值会略小于待测电阻R的真实值 C．他应选用乙电路，测量值会略大于待测电阻R的真实值 D．他应选用乙电路，测量值会略小于待测电阻R的真实值 由题意可得＝100，＝200，<，电路应该选择电流表外接法，即甲电路；甲电路所测电压准确，但电流偏大，由欧姆定律可知，测量值会略小于待测电阻R的真实值，B正确。 [练1] 如图所示，为了较准确地测量一个未知电阻Rx的电阻值，某同学通过以下两组测量数据，判断电压表S端是接a点还是接b点。当电压表的S端接a点时，两个电表的示数分别为11 V、1.9 A；当电压表的S端接b点时，两个电表的示数分别为10 V、2.0 A，那么该电阻的测量值较为准确的数值应等于______Ω，测量值与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。 答案：5.0　偏小 分析题意可知，当电压表S端分别接a、b点时，电压表示数变化率为×100%≈9.1%，电流表示数变化率为×100%≈5.3%。比较可知，电压表示数变化明显，即电流表分压作用明显，电流表外接连接时，电阻测量较准确，电阻的测量值Rx＝＝5.0 Ω，由于电压表的分流作用，故测量值偏小。 探究点二___滑动变阻器的两种接法 1．两种接法的特点 (1)限流式接法耗能低，但电压调节范围小； (2)分压式接法电压调节范围大，并且可从零开始变化。 2．滑动变阻器的两种接法及其应用 接法 限流式 分压式 电路组成 滑动变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“一上两下”的接法 调压范围 ～E 0～E 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零开始调节 (1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调； (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R 接法 限流式 分压式 调压范围 ～E 0～E 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零开始调节 (1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调； (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R 【例2】 (多选)滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．若仅将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大 B．若仅将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小 C．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱 D．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱 若仅将a、c两端连在电路中，aP部分将连入电路，则当滑片OP向右滑动时，aP部分变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确；若仅将a、d两端连在电路中，也是aP部分连入电路，则当滑片OP向右滑动时，aP部分变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误；A、B两个选项中均为限流式接法，可见在限流式接法中，a、b两个接线柱中任意选一个，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，C错误；在滑动变阻器的分压式接法中，a、b两个接线柱必须接入电路，c、d两个接线柱中任意选一个接入电路即可，D正确。 [练2] (多选)(2024·安徽宣城期中)如图所示的电路中，R1为滑动变阻器，R2为阻值为10 Ω的定值电阻，电压表为理想电压表，在a、b两端加上电压为U的恒压电源，调节滑动变阻器的滑片P，当P位于R1的A端时，电压表的示数为9 V，当P位于R1的中点时，电压表的示数为3 V。下列说法正确的是(　　) A．U＝9 V B．滑动变阻器R的最大阻值为15 Ω C．调节滑片P位于B端时，流过R1的电流为0 D．调节滑片P从A端滑动到B端，电路的总电阻一直在增大 当P位于R1的A端时，电压表的示数等于a、b两端的电压，A正确；由题意知R1＝2×，解得R1＝20 Ω，B错误；调节滑片P位于B端时，电路中的总电流I＝＝45 A，C错误；设BP间电阻 为Rx，则R总＝R1－Rx＋＝R1－＝R1－，调节滑片P从A端滑动到B端，Rx一直减小，电路的总电阻一直增大，D正确。 探究点三___金属丝电阻率的测量 【例3】 (2023·辽宁卷)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的一种喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图(a)所示的电路图，实验步骤如下： a.测得样品截面的边长a ＝ 0.20 cm； b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动； c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L； d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I＝0.40 A，读出相应的电压表示数U，断开开关S； e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U－L图像如图(b)所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： (1)L是丙到________(填“甲”“乙”或“丁”)的距离； (2)写出电阻率的表达式：ρ＝__________(用k、a、I表示)； (3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ＝______Ω·m(保留2位有效数字)。 答案：(1)乙　(2)　(3)6.5 × 10－5 (1)由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。 (2)根据电阻定律有R＝ρ，再根据欧姆定律有R＝，联立有U＝L，则ρ＝。 (3)根据图像可知k＝6.5 V/m，根据(2)代入数据可得ρ＝6.5×10－5Ω·m。 [练3] (2024·广西南宁期末)利用如图甲所示的电路图来测量金属丝的电阻率，闭合开关，调节滑动变阻器，设计表格，记录多组电压、电流值。根据实验数据绘制I－U图像，由图线的斜率得出金属丝的阻值R，根据测得的金属丝长度、直径和阻值来计算金属丝的电阻率。回答下列问题： (1)按照图甲所示的实验原理电路图用笔画线代替导线把图乙的连线补充完整。 (2)用游标卡尺测此金属丝的长度，示数如图丙所示，则长度L＝______ mm。实验完成后绘制的I－U图像如图丁所示，则该金属丝的电阻R＝__________(用a、b表示)。 (3)若金属丝的直径为d，则电阻率ρ＝__________(用a、b、L、d表示)。 答案：(1)见解析图　(2)31.4　　(3) (1)完整的电路连线图如下： (2)由题图丙可得L＝3.1 cm＋4×0.01 cm＝3.14 cm＝31.4 mm。由闭合电路欧姆定律可得U＝IR，得I＝×U，则根据图像可得＝，解得R＝。 (3)若金属丝的直径为d，则电阻率ρ＝＝。 探究点四___解决实际问题 [练4] (创新情境)一根细长而均匀的金属管线样品，长约60 cm，电阻大约为6 Ω，截面图如图甲所示。 (1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，则金属管线的外径为________mm。 (2)实验室有如下器材： A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω) B．电流表(量程0～3 A，内阻约0.03 Ω) C．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ) D．滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A) E．滑动变阻器(15 Ω，3 A) F．蓄电池(6 V，内阻很小) G．开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________(均选填代号字母)。 (3)将如图丙所示的实物电路补充完整。 (4)金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________。计算中空部分横截面积的表达式为S＝________。 答案：(1)1.125(1.124～1.126均正确)　(2)A　E (3)如图所示 (4)管线长度L　－ (1)螺旋测微器的读数为 1 mm＋0.01×12.5 mm＝1.125 mm。 (2)电路中的电流大约为I＝ A＝0.5 A，所以电流表选择A；待测电阻较小，若选用大电阻滑动变阻器，测量误差较大，所以滑动变阻器选择E。 (3)待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，所以电流表采取外接法。滑动变阻器可以采用限流式接法，也可以采用分压式接法。 (4)还需要测量的物理量是管线长度L，根据R＝ρ，可得S＝，则中空部分的横截面积S′＝－S＝－。 [练5] (科学探究)(2024·广东深圳期末)某实验小组利用如图所示电路，用两种方法测量光敏电阻的阻值，并研究光敏电阻的阻值随光照强度的变化规律。实验中用到的电流表、电压表量程合适，滑动变阻器、电阻箱阻值范围足够大，实验操作步骤如下： 方法一： (1)调整光控室的光照强度为某一定值，将单刀双掷开关S2扳到1，电阻箱的阻值调到最大，闭合开关S1之前，将滑动变阻器的滑片滑到________(选填“a”或“b”)端。 (2)调节滑动变阻器的滑片，使电流表的指针大角度偏转到某个示数I0；将单刀双掷开关S2扳到2，保持滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I0，记录此时电阻箱的示数R0，则在该光照强度下，光敏电阻的阻值为________(用题中所给物理量符号表示)。 方法二： (3)将开关S2扳到1，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，记录此时的电压表和电流表的示数分别为U、I，则此时光敏电阻阻值的测量值为________。该测量值与真实值相比将________(填“偏大”或“偏小”)。若已知电流表的内电阻为RA，则光敏电阻阻值的真实值为__________(用题中所给物理量符号表示)。 通过两种方法测量不同光照强度下光敏电阻的阻值，即可进一步得到光敏电阻的阻值随光照强度变化的规律。 答案：(1)b　(2)R0　(3)　偏大　－RA (1)为保证电路中各元件的安全，闭合干路开关之前，需先将滑动变阻器的阻值调到最大，故为b端。 (2)方法一为等效法测电阻。由等效法原理可知，方法一中光敏电阻的阻值与电阻箱连入电路的阻值相等，故为R0。 (3)方法二为伏安法测电阻，且为电流表内接法，此时光敏电阻的测量值为，但该结果应为光敏电阻与电流表内阻之和，所以与真实值相比偏大。若求解其真实值，应将该结果中电流表的内阻减去，故其真实值为－RA。 实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法。故A、C操作错误。 2．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 Ω，电压表 V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，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。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 答案：Rx1　大于　小于 由题意知＝＝10，＝＝20，<，电压表的分流作用较显著，故应该采用电流表内接法，即题图甲所示接法，Rx1更接近待测电阻的真实值，题图甲中待测电阻的测量值是Rx与RA串联后的电阻值，故Rx1>Rx真，题图乙中待测电阻的测量值是Rx与R V并联后的电阻值，故Rx2<Rx真。 3．(2024·北京海淀区期末)某同学用图1所示的电路测量一段金属丝Rx的电阻值。实验中使用的电源电动势为3 V，内阻不计。实验室中有两种滑动变阻器可供选择： A．滑动变阻器(0～100 Ω) B．滑动变阻器(0～5 Ω) 如果将两种滑动变阻器分别接入图1的电路中，调节滑动变阻器滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大电阻值，以RP表示滑动变阻器与金属丝Rx并联部分的电阻值，以U表示Rx两端的电压值。在图2所示的三条曲线中，表示滑动变阻器A接入电路时U随变化的图线是____，表示滑动变阻器B接入电路时U随变化的图线是 ____(填“a”“b”或“c”)。根据图像可知，本实验为了调节方便，滑动变阻器应选用 ______(填“A”或“B”)，原因：____________________________ ___________________________________________________________。 答案：c　b　B　见解析 由题图1电路图可知，RP越大，RP与金属丝Rx并联部分的阻值越大，则Rx两端的电压值U越大，故U随的增大而增大；当滑动变阻器A接入电路时，由于滑动变阻器A的阻值远大于待测电阻丝阻值，可知随的增大，一开始U的变化很小，当RP增大到接近等于R时，U的变化很大，故U随变化的图线是c；当滑动变阻器B接入电路时， 由于滑动变阻器B的阻值与待测电阻丝阻值差距不大，因此电压变化比较均匀，故U随变化的图线是b。 由于滑动变阻器B接入电路时，滑动变阻器B的阻值与待测电阻丝阻值差距不大，因此电压变化比较均匀，本实验为了调节方便，滑动变阻器应选用B。 4．(2024·山东泰安期末)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为200 Ω)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用： 电压表 V(量程0～1 V，内阻约10 kΩ) 电流表A1(量程0～6 mA，内阻约30 Ω) 电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω) 电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计) 滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A) (1)为使测量尽量准确，电流表应选用______(填“A1”或“A2”)； (2)在选用正确的电流表的情况下，请用笔画线代替导线，在下图将实物电路补充完整； (3)若该同学仪器选择和电路连接均正确，其待测电阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 答案：(1)A1　(2)实物图见解析　(3)小于 (1)电路中可能出现的最大电流I＝＝ A＝7.5×10－3 A，为使测量尽量准确，电流表应选用A1。 (2)因为滑动变阻器的最大阻值较小，所以滑动变阻器采取分压式接法，由于>，故采用电流表外接法，如图所示： (3)采用电流表外接法，电压表测量值等于真实值，电流表测量值大于真实值，则待测电阻的测量值小于真实值。 5．某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720 m，用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位置如图所示)，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5 Ω)，然后计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下实验器材供选用： A．直流电源(输出电压为3 V) B．电流表A(量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω) C．电压表 V(量程0～3 V，内阻3 kΩ) D．滑动变阻器(最大阻值20 Ω) E．开关、导线等 (1)从图中读出金属丝的直径为________mm。 (2)根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图。 (3)若根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝4.0 Ω，则这种金属材料的电阻率为________Ω·m(保留2位有效数字)。 答案：(1)0.600　(2)如图所示 (3)1.6×10－6 (3)由R＝ρ得ρ＝＝，将Rx＝4.0 Ω、l＝0.720 m、d＝0.600 mm＝0.600×10－3 m代入，得ρ≈1.6×10－6 Ω·m。 6．用伏安法测量电阻R的阻值，并求出电阻率ρ。 现给定下列器材：电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻(约为250 Ω)及导线若干，要求：测量电流、电压能从0开始调节。 (1)在虚线框中画出测量R的阻值的电路图。 (2)图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的数值，试写出根据此图求R的电阻值的步骤：_______________________________ __________________________________________________________ _________________________________________________________。 (3)求得的电阻值R＝____________(保留三位有效数字)。 (4)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图甲、乙所示，其长度为________，直径为________。 (5)由以上数据可求出ρ＝________(保留3位有效数字)。 答案：(1)见解析图　(2)见解析　(3)229 Ω(221～237 Ω均正确) (4)0.800 cm　0.190 cm　(5)8.11×10－2 Ω·m (1)由于R＜，应采用电流表外接法，要求测量电流、电压从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，如图所示： (2)①作U－I图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点(左起第2个点)应舍弃；②求该直线的斜率k，则R＝k。 (3)在图像中的直线上取两点，求得R≈229 Ω。 (4)题图甲读数：l＝8 mm＋0×0.02 mm＝8.00 mm＝0.800 cm；题图乙读数：d＝1 mm＋45×0.02 mm＝1.90 mm＝0.190 cm。 (5)由R＝ρ得ρ＝＝ Ω·m≈8.11×10－2 Ω·m。 7．某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率，该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。 (1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如上图，则直径为D＝______mm，圆柱体的长度为L＝______mm。 (2)为了测量出该金属的电阻，该同学设计了如图甲所示的电路，请按设计的电路完成实物图乙的连线。 (3)如图丙所示，实验中当把电压表的右端分别接于a点和b点时，发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于a点，这时测得的电阻值比真实值偏________(选填“大”或“小”)。 (4)实验测得工件两端的电压为U，通过的电流为I，写出该工件材料电阻率的表达式：ρ＝________(用已测量的物理量相应的字母表示)。 答案：(1)1.610　38.35　(2)如图所示　(3)小　(4) (1)螺旋测微器示数为1.5 mm＋11.0×0.01 mm＝1.610 mm；游标卡尺示数为38 mm＋7×0.05 mm＝38.35 mm。 (3)若实验时把电压表的右端接于a点，电压表测量值等于真实值，而电流表测量值大于真实值，因此依据R＝，此时测量值偏小。 (4)电阻R＝，由电阻定律可知R＝ρ＝ρ，则电阻率ρ＝。 $$