专题11 实验:测定金属的电阻率 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册
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内容正文:
实验:测定金属的电阻率11
题型1 游标卡尺 螺旋测微器的使用 7
题型2 测量金属丝的电阻率 9
储备区 知识储备 技巧总结
1
知识清单
1.游标卡尺的使用
2.螺旋测微器的使用
3.实验思路 数据分析
2
知识储备
游标卡尺的原理及读数知识点
一
1 .构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图所示)
2 .原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度 .
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的,其规格见下表:
刻度格数(分度)
刻度总长度
1 mm与每小格的差值
精确度(可精确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
3.用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径 .
4 .读数
若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm.
5 .注意事项
(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的,所以不需要估读,但读数要注意最小精确度所在的位数,如果读数最后一位是零,该零不能去掉 .
(2)读数时,要注意游标尺第几条刻度线(不含零刻度线)与主尺对齐 .
螺旋测微器的原理及读数知识点
二
1 .构造
如图所示,它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上,可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的,并通过精密螺纹套在B上 .
2 .原理
测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上有50个等分刻度,可动刻度每旋转一格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺 .
3 .读数方法
L=固定刻度示数+可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm.
4 .注意事项
(1)读数时准确到0.01 mm,要估读到0.001 mm,测量结果若用毫米做单位,则小数点后面必须保留三位 .
(2)读数时,要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出 .
实验目的知识点
三
1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。
2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。
3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。
实验原理知识点
四
实验原理(如图所示)
由R=ρ得ρ==,因此,只要测出金属丝的 长度 、 直径 和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ.
实验器材知识点
五
被测金属丝、直流电源(4 V)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、滑动变阻器(0~50 Ω)、开关、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺。
实验步骤知识点
六
1.测金属丝直径d:在准备好的金属丝上三个不同位置用 螺旋测微器 各测一次直径,求出其平均值d。
2.按照电路图连好电路。
3.测量金属丝有效长度l:将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用 毫米刻度尺 测量接入电路的金属丝长度(即有效长度),反复测量三次,求出平均值l。
4.把滑动变阻器的滑片调到最 左 (选填“左”或“右”)端。
5.闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内。
6.将测得的R、l、d值,代入公式ρ=中,计算出金属丝的电阻率。
7.整理仪器。
求Rx的平均值时可用两种方法知识点
七
1.用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值。
2.用U-I图线的斜率求出。
误差分析知识点
八
1.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值 小于 真实值,使电阻率的测量值 偏小 。
2.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
3.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变 大 ,造成测量误差。
3
技巧总结
注意事项
1.本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表 外接法 。
2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路,然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。
3.测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。
4.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。
5.闭合开关之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值 最大 的位置。
6.在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
7.若采用图像法求电阻阻值的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地通过较多的点,其余各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑。
拓展区 拓展延伸 走进985
半偏法测电表内阻
1.测量电流表内阻的实验步骤:先断开S2,再闭合S1,调节R1使G表满偏;保持R1不变,闭合S2,只调节R2,使电表半偏,当电流表读数等于Im时记录下R2的值,则RA=R2。
测量结果偏小,原因:当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≫RA。
2.测量电压表内阻的实验步骤:将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1使电压表满偏,保持R1不变,只调节R2,使电压表半偏,则RV=R2。
测量结果偏大,原因:当R2的阻值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于Um,使R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻。减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≪RV。
强化区 巩固强化 成果展示
题型1 游标卡尺 螺旋测微器的使用
【典例1】(2025春•南京期末)游标卡尺的读数为 ,螺旋测微器的读数为 。
【答案】10.60;2.150
【分析】根据螺旋测微器和游标卡尺的读数规则分析求解。
【解答】解:游标卡尺为10分度游标,游标卡尺的读数为
螺旋测微器的精确值为,螺旋测微器的读数为
故答案为:10.60;2.150
【典例2】(2025•洛龙区校级模拟)图甲游标卡尺的示数 ;图乙螺旋测微仪的示数 。
【答案】100.50;6.494。
【分析】游标卡尺的读法,先确定分度数,从而确定精确度,进行读数;螺旋测微器的读法要用主尺的整刻度加可动刻度数乘以精确度,要估读。
【解答】解:甲是10分度的卡尺,其精确度为,游标上第10个刻度与主尺处对齐,读数为:
螺旋测微器:固定刻度为,可动刻度为,则读数为。
故答案为:100.50;6.494。
【典例3】(2024秋•越秀区校级期末)在“长度的测量及测量工具的选用”实验中,游标卡尺和螺旋测微器如图所示,则游标卡尺读数 ,螺旋测微器读数。
【答案】102.30;4.948
【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读。
【解答】解:游标卡尺和螺旋测微器如图所示,10分度的游标卡尺,精确度是,游标卡尺的主尺读数为,游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为,所以最终读数为:;
螺旋测微器的固定刻度为,可动刻度为,所以最终读数为。
故答案为:102.30;4.948
【典例4】(2025•湛江校级模拟)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为 ,用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为 .
【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.
【解答】解:1、螺旋测微器的固定刻度为,可动刻度为,所以最终读数为.
2、游标卡尺的主尺读数为,游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为,所以最终读数为:.
故答案为:8.470,2.060
【典例5】(2025春•汨罗市校级期末)有一游标卡尺,主尺的最小分度是,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是 .用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是 .
【分析】游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读;螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,需估读。
【解答】解:游标卡尺的读数等于,螺旋测微器的读数等于。
故答案为:10.50;7.500。
题型2 测量金属丝的电阻率
【典例6】(2025•福州模拟)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验中所用的器材:电压表(量程、电流表(量程、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,某次的测量结果如图甲所示,其读数为 。
(2)采用伏安法测金属丝电阻时,为减小系统误差,需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示,某同学采用试触法:让电压表的一端接在点,另一端先后接点和点。结果发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,则实验中应将电压表的另一端接 点(选填“”或“” 。
(3)请根据图丙已描出的实验数据点,在坐标纸上作出图线。
(4)若接入部分长度,利用上述实验数据可得出该金属丝的电阻率约为 (填选项字母)。
【答案】(1)0.540;(2);(3)见图;(4)。
【分析】(1)注意估读一位;
(2)实验要求电压和电流尽量准确,哪个电表变化明显,就要让这个电表测量准确一些;
(3)让尽量多的点落在线上,或者让点均匀分布在线的两侧;
(4)从丙图计算电阻,再用电阻决定式计算电阻率。
【解答】解:(1)读数为:;
(2)实验要求电压和电流尽量准确,电压表示数有明显变化,则电压表要直接测量电阻丝的电压,
电流表示数无明显变化,则测电阻丝的电流或者电阻丝和电压表的总电流均可,所以应该接点;
(3)如图:
(4)由上图可得:,横截面积,
电阻决定式,代入数据解得:,故选。
故答案为:(1)0.540;(2);(3)见图;(4)。
【典例7】(2025春•泰州期末)某实验小组为了测量一段横截面为圆形、粗细均匀、阻值较小的金属丝的电阻率,进行下列操作:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数如图所示,则金属丝的直径 ;
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该金属丝的阻值。开始时选用“”的挡位测量发现指针偏转角太大,挡位应调整为 (选填“”或“” 挡;
(3)用伏安法进一步精确测量金属丝的阻值,实验室提供器材如下:
电压表(量程,内阻约为
电流表(量程,内阻约为
滑动变阻器
电池(电压为
开关,导线若干
为减小实验误差且要求电压表示数从零开始调节,选用图中 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁” 电路更合理。
(4)如果不考虑实验操作中的偶然误差,该方案中金属丝电阻的测量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于” ,误差产生的原因是 。
【答案】(1)2.150;(2);(3)丁;(4)小于;电压表分流。
【分析】(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度读数的和是螺旋测微器读数。
(2)用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近。
(3)根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后选择实验电路图。
(4)根据图示电路图分析实验误差。
【解答】解:(1)由图示螺旋测微器可知,金属丝直径。
(2)选用“”的挡位测量指针偏转角太小,所选挡位太大,为减小误差,挡位应调整为挡。
(3)金属丝电阻很小约为几欧姆,电压表内阻约为,电流表内阻约为,电流表应采用外接法,
实验要求电压表示数从零开始调节,滑动变阻器应采用分压接法,应选择图丁所示电路。
(4)电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,电流的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,金属丝电阻的测量值小于真实值。
故答案为:(1)2.150;(2);(3)丁;(4)小于;电压表分流。
【典例8】(2025•广东模拟)某实验小组欲测量一金属丝的电阻率,实验室提供器材如下:待测金属丝(阻值约为,直流电源(电动势为,内阻很小),电流表(量程为,内阻很小),电压表(量程为,内阻为,滑动变阻器(最大阻值为,滑动变阻器(最大阻值为,定值电阻若干个,开关,导线若干。
(1)首先用螺旋测微器测量待测金属丝的直径,某次测量时示数如图甲所示,则 ;再用毫米刻度尺测量金属丝的长度,则待测金属丝的电阻率的表达式 (用题中字母、、表示)。
(2)为尽量准确地测量金属丝的电阻,设计了如图乙所示电路,图乙中滑动变阻器应该选用 (填“”或“” ,由于电压表量程太小,需要串联定值电阻将其改装成量程的电压表,则 。
(3)根据图乙电路图,请用笔画线代替导线将图丙中实物连线补充完整。
(4)考虑到电表内阻的影响,金属丝的电阻率测量值将 (填正确答案标号)真实值。
.大于
.小于
.等于
.不确定
【答案】(1)0.200,;(2),3000;(3)
(4)。
【分析】(1)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度的读数之和;根据电阻定律和几何知识推导;
(2)根据滑动变阻器选用分压式接法判断选择;根据串联电路电流相等和欧姆定律计算;
(3)根据电路图,连接实物图;
(4)分析电流表内阻对实验的影响。
【解答】解:(1)金属丝的直径
根据电阻定律可得
解得
(2)滑动变阻器选用分压式接法,滑动变阻器最大阻值应大于被测电阻的阻值,故滑动变阻器应该选用;
电压表量程太小,需要串联定值电阻将其改装成量程,则
解得
(3)根据电路图,连接实物图如图所示
(4)采用电流表内接法时,由于
可知金属丝的电阻测量值大于真实值,则金属丝的电阻率测量值将大于真实值。故正确,错误。
故选:。
故答案为:(1)0.200,;(2),3000;(3)
(4)。
【典例9】(2025春•烟台期末)某实验小组在实验室测量一废旧圆柱形金属导体的电阻率,该小组同学决定先测量其电阻。实验室提供了下列可选用的器材:
电流表(量程为,内阻
电压表(量程为,内阻约为
电压表(量程为,内阻约为
滑动变阻器(最大阻值为
滑动变阻器(最大阻值为
电源(电压为
开关、导线若干
(1)为使电阻的测量结果尽量准确,且金属导体两端的电压从零开始变化,电压表应选 ,滑动变阻器应选 ;(均填器材前面的字母)
(2)在虚线框中补全符合要求的实验电路;
(3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图像是一条过原点的直线,已知该图线的斜率为,金属导体的有效长度为,直径为,则该金属导体电阻率的表达式为 (用题目中给定的字母表示);
(4)依据设计的实验原理,实验测得的电阻率 (填“大于”“小于”或“等于” 真实值。
【答案】(1);;(2)实验电路图如图所示;(3);(4)等于。
【分析】(1)根据电源电动势选择电压表;为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。
(2)根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后作出实验电路图。
(3)求出图像的函数解析式,然后分析答题。
(4)根据实验电路图分析实验误差。
【解答】解:(1)电源电动势是,电压表应选择;
实验要求金属导体两端的电压从零开始变化,
滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择。
(2)电流表内阻已知,电流表应采用内接法,金属导体两端的电压从零开始变化,
滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图所示
(3)由欧姆定律得,
图像的斜率,
由电阻定律得
整理得
(4)由于电流表内阻已知,消除了实验误差,电阻率的测量值等于真实值。
故答案为:(1);;(2)实验电路图如图所示;(3);(4)等于。
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实验:测定金属的电阻率11
题型1 游标卡尺 螺旋测微器的使用 7
题型2 测量金属丝的电阻率 8
储备区 知识储备 技巧总结
1
知识清单
1.游标卡尺的使用
2.螺旋测微器的使用
3.实验思路 数据分析
2
知识储备
游标卡尺的原理及读数知识点
一
1 .构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图所示)
2 .原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度 .
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的,其规格见下表:
刻度格数(分度)
刻度总长度
1 mm与每小格的差值
精确度(可精确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
3.用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径 .
4 .读数
若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm.
5 .注意事项
(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的,所以不需要估读,但读数要注意最小精确度所在的位数,如果读数最后一位是零,该零不能去掉 .
(2)读数时,要注意游标尺第几条刻度线(不含零刻度线)与主尺对齐 .
螺旋测微器的原理及读数知识点
二
1 .构造
如图所示,它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上,可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的,并通过精密螺纹套在B上 .
2 .原理
测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上有50个等分刻度,可动刻度每旋转一格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺 .
3 .读数方法
L=固定刻度示数+可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm.
4 .注意事项
(1)读数时准确到0.01 mm,要估读到0.001 mm,测量结果若用毫米做单位,则小数点后面必须保留三位 .
(2)读数时,要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出 .
实验目的知识点
三
1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。
2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。
3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。
实验原理知识点
四
实验原理(如图所示)
由R=ρ得ρ==,因此,只要测出金属丝的 长度 、 直径 和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ.
实验器材知识点
五
被测金属丝、直流电源(4 V)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、滑动变阻器(0~50 Ω)、开关、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺。
实验步骤知识点
六
1.测金属丝直径d:在准备好的金属丝上三个不同位置用 螺旋测微器 各测一次直径,求出其平均值d。
2.按照电路图连好电路。
3.测量金属丝有效长度l:将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用 毫米刻度尺 测量接入电路的金属丝长度(即有效长度),反复测量三次,求出平均值l。
4.把滑动变阻器的滑片调到最 左 (选填“左”或“右”)端。
5.闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内。
6.将测得的R、l、d值,代入公式ρ=中,计算出金属丝的电阻率。
7.整理仪器。
求Rx的平均值时可用两种方法知识点
七
1.用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值。
2.用U-I图线的斜率求出。
误差分析知识点
八
1.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值 小于 真实值,使电阻率的测量值 偏小 。
2.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
3.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变 大 ,造成测量误差。
3
技巧总结
注意事项
1.本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表 外接法 。
2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路,然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。
3.测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。
4.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。
5.闭合开关之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值 最大 的位置。
6.在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
7.若采用图像法求电阻阻值的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地通过较多的点,其余各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑。
拓展区 拓展延伸 走进985
半偏法测电表内阻
1.测量电流表内阻的实验步骤:先断开S2,再闭合S1,调节R1使G表满偏;保持R1不变,闭合S2,只调节R2,使电表半偏,当电流表读数等于Im时记录下R2的值,则RA=R2。
测量结果偏小,原因:当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≫RA。
2.测量电压表内阻的实验步骤:将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1使电压表满偏,保持R1不变,只调节R2,使电压表半偏,则RV=R2。
测量结果偏大,原因:当R2的阻值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于Um,使R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻。减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≪RV。
强化区 巩固强化 成果展示
题型1 游标卡尺 螺旋测微器的使用
【典例1】(2025春•南京期末)游标卡尺的读数为 ,螺旋测微器的读数为 。
【典例2】(2025•洛龙区校级模拟)图甲游标卡尺的示数 ;图乙螺旋测微仪的示数 。
【典例3】(2024秋•越秀区校级期末)在“长度的测量及测量工具的选用”实验中,游标卡尺和螺旋测微器如图所示,则游标卡尺读数 ,螺旋测微器读数。
【典例4】(2025•湛江校级模拟)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为 ,用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为 .
【典例5】(2025春•汨罗市校级期末)有一游标卡尺,主尺的最小分度是,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是 .用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是 .
题型2 测量金属丝的电阻率
【典例6】(2025•福州模拟)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验中所用的器材:电压表(量程、电流表(量程、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,某次的测量结果如图甲所示,其读数为 。
(2)采用伏安法测金属丝电阻时,为减小系统误差,需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示,某同学采用试触法:让电压表的一端接在点,另一端先后接点和点。结果发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,则实验中应将电压表的另一端接 点(选填“”或“” 。
(3)请根据图丙已描出的实验数据点,在坐标纸上作出图线。
(4)若接入部分长度,利用上述实验数据可得出该金属丝的电阻率约为 (填选项字母)。
【典例7】(2025春•泰州期末)某实验小组为了测量一段横截面为圆形、粗细均匀、阻值较小的金属丝的电阻率,进行下列操作:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数如图所示,则金属丝的直径 ;
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该金属丝的阻值。开始时选用“”的挡位测量发现指针偏转角太大,挡位应调整为 (选填“”或“” 挡;
(3)用伏安法进一步精确测量金属丝的阻值,实验室提供器材如下:
电压表(量程,内阻约为
电流表(量程,内阻约为
滑动变阻器
电池(电压为
开关,导线若干
为减小实验误差且要求电压表示数从零开始调节,选用图中 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁” 电路更合理。
(4)如果不考虑实验操作中的偶然误差,该方案中金属丝电阻的测量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于” ,误差产生的原因是 。
【典例8】(2025•广东模拟)某实验小组欲测量一金属丝的电阻率,实验室提供器材如下:待测金属丝(阻值约为,直流电源(电动势为,内阻很小),电流表(量程为,内阻很小),电压表(量程为,内阻为,滑动变阻器(最大阻值为,滑动变阻器(最大阻值为,定值电阻若干个,开关,导线若干。
(1)首先用螺旋测微器测量待测金属丝的直径,某次测量时示数如图甲所示,则 ;再用毫米刻度尺测量金属丝的长度,则待测金属丝的电阻率的表达式 (用题中字母、、表示)。
(2)为尽量准确地测量金属丝的电阻,设计了如图乙所示电路,图乙中滑动变阻器应该选用 (填“”或“” ,由于电压表量程太小,需要串联定值电阻将其改装成量程的电压表,则 。
(3)根据图乙电路图,请用笔画线代替导线将图丙中实物连线补充完整。
(4)考虑到电表内阻的影响,金属丝的电阻率测量值将 (填正确答案标号)真实值。
.大于
.小于
.等于
.不确定
【典例9】(2025春•烟台期末)某实验小组在实验室测量一废旧圆柱形金属导体的电阻率,该小组同学决定先测量其电阻。实验室提供了下列可选用的器材:
电流表(量程为,内阻
电压表(量程为,内阻约为
电压表(量程为,内阻约为
滑动变阻器(最大阻值为
滑动变阻器(最大阻值为
电源(电压为
开关、导线若干
(1)为使电阻的测量结果尽量准确,且金属导体两端的电压从零开始变化,电压表应选 ,滑动变阻器应选 ;(均填器材前面的字母)
(2)在虚线框中补全符合要求的实验电路;
(3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图像是一条过原点的直线,已知该图线的斜率为,金属导体的有效长度为,直径为,则该金属导体电阻率的表达式为 (用题目中给定的字母表示);
(4)依据设计的实验原理,实验测得的电阻率 (填“大于”“小于”或“等于” 真实值。
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