3. 实验:导体电阻率的测量(举一反三讲义)物理人教版必修第三册
2026-07-21
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3. 实验:导体电阻率的测量 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.87 MB |
| 发布时间 | 2026-07-21 |
| 更新时间 | 2026-07-21 |
| 作者 | 红外线 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58901323.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本高中物理讲义聚焦“导体电阻率的测量”核心知识点,先系统梳理游标卡尺、螺旋测微器的构造、原理及读数方法,作为基础测量工具支架,再衔接测金属电阻率的实验设计,涵盖伏安法测电阻、长度与直径测量等关键环节,形成完整实验探究链条。
该资料以知识归纳与例题变式结合为特色,通过游标卡尺两种读数方法等设计强化科学思维中的模型建构与科学推理,实验环节包含误差分析和数据处理培养严谨科学态度。课中辅助教师实验教学,课后作业多样,助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
3. 实验:导体电阻率的测量
【新教材人教版】
【知识框架+知识精讲+课后作业】
模块二 知识精讲
知识归纳
【知识点1 长度的测量及测量工具的选用】
1、游标卡尺
(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)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。
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
2、游标卡尺的使用方法
(1)将量爪并拢,查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐,如果对齐就可以进行测量。
(2)测量时,右手拿住尺身,大拇指移动游标,左手拿待测外径(或内径)的物体,使待测物位
于外测量爪之间,当与量爪紧紧相贴时,拧紧紧固螺钉。
(3)用量爪卡紧物体时,用力不能太大;卡尺测量不宜在工件上随意滑动,防止量爪面磨损。
(4)使用后要擦干净,将两尺零线对齐,放入卡尺专用盒内,存放在干燥处。
3、游标卡尺的读数方法
以下图为例:
方法一:加法
精确度为mm=0.1mm
主尺读数为24mm(游标尺0刻度线左侧主尺整毫米数),游标尺对齐的格数为8(与主尺刻度线对齐的游标尺刻度线的标号),所以读数为24mm+8×0.1mm=24.8mm。
总结:游标卡尺读数=主尺读数+对齐格数×精确度。
方法二:减法
游标尺每格的长度==0.9mm
主尺读数为32mm(主尺与游标尺刻度线对齐处的示数),副尺对齐的格数为8(与主尺刻度线对齐的游标尺刻度线的标号),所以读数为32mm-8×0.9mm=24.8mm。
3、螺旋测微器
(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:精密螺纹的螺距是0.5 mm,即旋钮D每转一周,测微螺杆F前进或后退0.5 mm,可动刻度分成50等份,因此每旋转一格,对应测微螺杆F前进或后退0.01 mm,0.01 mm即为螺旋测微器的精确度。
(3)使用方法:当A与F并拢时,可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合,逆时针旋转旋钮D,将测微螺杆F旋出,把被测物体放入A、F之间的夹缝中,再顺时针旋转旋钮D,F快要接触被测物时,要停止使用旋钮D,改用微调旋钮D′,直到听到“喀喀”声。
(4)读数方法:L=固定刻度示数+可动刻度示数(估读一位)×分度值。
(5)因为螺旋测微器的读数总是估读到0.001mm,所以螺旋测微器又叫千分尺。
【例1】(2026•南京期末)(多选)螺旋测微器(千分尺)示数如图甲所示,10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数如图乙所示,其读数分别为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】AB.螺旋测微器固定刻度读数为8mm,可动刻度读数为
最终读数为
8mm+0.474mm=8.474mm
故B正确,A错误;
CD.游标卡尺的读数:游标卡尺主尺读数为22mm,游标读数为
钢管内径的最终读数为
故C错误,D正确。
故选BD。
【变式1—1】在一次实验时某同学用游标卡尺测量(如甲图所示),示数为______cm。在一次实验时某同学用螺旋测微器测量(如乙图所示),示数为______mm。
【答案】 /8.071/8.073
【详解】[1]20分度的游标卡尺的精度为,可知示数为
[2]螺旋测微器的精度为,可知示数为(
【变式1—2】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 .
【答案】:8.470,2.060
【详解】: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
【变式1—3】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 .
【答案】10.50;7.500。
【详解】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。
【知识点2 测金属的电阻率】
1.实验思路:设计实验电路,如图,取一段金属电阻丝连接到电路中,测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S=),由R=ρ得:ρ=(用R、S、l表示)=(用R、d、l表示),从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。
2.物理量的测量
(1)电阻的测量:伏安法测电阻。改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,通过U-1图像求得电阻R。
(2)电阻丝有效长度的测量:用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度1。反复测量多次,得到有效长度的平均值。
(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,或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径d。在不同位置测量三次,取平均值d后,根据S=0.25rd*d,计算出电阻丝的横截面积S。
3.实验目的: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;会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。
4.实验器材:被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,刻度尺。
5.实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d。
(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路。
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。
(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)将测得的阻值、长度、直径,代入公式,计算出金属丝的电阻率。
6.数据处理:求Rx的平均值的方法:①用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值;用U-I图线的斜率求出;②将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式ρ=Rx=。
7.误差分析
(1)电压表、电流表读数时会出现偶然误差。
(2)金属丝的长度、直径测量带来的误差。
(3)电阻的测量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。
(4)电压表、电流表内阻对测量结果都会产生影响。
(5)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。
【例2】(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)。
【详解】:(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)。
【变式2—1】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。
【详解】(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。
【变式2—2】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)。
【详解】(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)。
【变式2—3】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。
【详解】(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。
模块三 课后作业
一、单选题
1.(2025·河北·高考真题)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据游标卡尺的读数规则可知主尺读数为17mm,游标尺为50分度,每分度值为0.02mm,第10条刻度线对齐,则游标尺的读数为
所以读数为17mm+0.20mm=17.20mm
故选C。
2.某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图为示数的局部放大图,读数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】螺旋测微器读数为
故选A。
3.分光计测量角度的角游标结构与游标卡尺类似,如图所示。它由主尺和游标尺组成,主尺刻度盘上一小格为,游标尺上有30等分刻度。已知,则图中显示的角度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】角度读数为,故选C。
4.(多选)在做“测定金属丝电阻率”的实验时,下列说法中正确的是( )
A.应用游标卡尺测定金属丝的长度,这样精确度高
B.为了精确读数,游标卡尺读数时需要估读
C.通电时间不宜过长,电流不能过大,以免金属丝明显升温,造成其电阻率变化
D.用螺旋测微器测量其直径
【答案】CD
【详解】A.应用毫米刻度尺测定金属丝的长度即可,游标卡尺的量程过小不适宜,选项A错误;
B.游标卡尺读数时不需要估读,选项B错误;
C.通电时间不宜过长,电流不能过大,以免金属丝明显升温,造成其电阻率变化,选项C正确;
D.用螺旋测微器测量其直径精确度较高,选项D正确。
故选CD。
5.某同学测量一段粗细均匀的圆柱形导体棒的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量导体棒的直径,结果如图甲所示,则导体棒的直径______。
(2)如图乙是测量导体棒电阻的电路图,根据该电路图在图丙的实物图中补齐实物电路连线。
(3)如果按图丙所示电路图,在操作正确的情况下,读得电流表的示数为I,电压表的示数为U,测出该导体棒的长度为L、直径为d,则该导体棒的电阻率______(用I、U、L、d表示)。
【答案】(1)/6.303mm
(2)
(3)
【详解】(1)导体棒的直径。
(2)根据电路图可知,滑动变阻器分压连接,电压表与待测电阻并联,连线如图:
(3)根据欧姆定律,待测电阻的阻值
导体棒的横截面积
根据电阻定律有
联立解得。
6.某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为,电源为蓄电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势,内阻很小。滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约几欧,电压表内阻约。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.C. D.
【答案】A
【详解】因电源不能在大功率下长时间运行,则本实验应采用限流接法(滑动变阻器必须接成分压电路的情况:①要求电压表能从零开始读数;②当待测电阻(滑动变阻器的最大阻值)时;③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,使用限流接法最佳);由于待测电阻的阻值约为,与电流表内阻接近,故采用电流表外接法误差较小。
故选A。
7.(多选)一段镍铬合金丝的长度为100.00cm,用螺旋测微器测量该合金丝的直径,示数如左图所示。用右图所示电路测得这段合金丝的电阻R为8.0Ω,则( )
A.由示数图可读得该合金丝的直径为0.40mm
B.由题中信息算得镍铬合金的电阻率约为
C.闭合开关S,滑片P向b端移动过程中,合金丝R两端电压变小
D.若测量直径比真实值偏小,将导致测得电阻率比真实值偏小
【答案】BD
【详解】A.螺旋测微器的精度为,可得该合金丝的直径为,故A错误;
B.镍铬合金丝的长度为100.00cm,直径为,电阻R为8.0Ω,根据,
可得镍铬合金的电阻率,故B正确;
C.闭合开关S,滑片P向b端移动过程中,合金丝R和滑动变阻器左侧并联,并联电阻变大,滑动变阻器右侧部分电阻变小,根据串联分压可得合金丝R两端电压变大,故C错误;
D.若测量直径比真实值偏小,根据可得测得电阻率比真实值偏小,故D正确。
故选BD。
9.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。下列说法正确的是( )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中待测电阻两端的电压都可以调到零
【答案】B
【详解】A.乙图电路中的滑动变阻器电阻全部连入电路,采用并联分压接法,没有采用“一上一下”的连接方式,故A错误;
B.在闭合开关前,为了保护电路,要保证两端的电压最小,即甲图中滑动变阻器连入电路的阻值应该最大,乙图中与滑动变阻器部分并联,所以甲、乙两图中滑片P都应置于b端,故B正确;
C.当阻值远远大于滑动变阻器阻值时,如果选择甲图电路连接,则通过待测电阻的电流变化很小,所以应选择分压式电路,即选择乙图电路,故C错误;
D.甲图电路为限流式电路,滑片滑到b端时,加在两端的电压最低但达不到零,故D错误。
故选B。
二、填空题
11.在做“金属丝电阻率的测量”的实验中,需要测量金属丝的电阻。
(1)测量金属丝的电阻R时,用到如图所示电路。甲处用到的测量仪器是 ;乙处用到的测量仪器是 ;(以上两空选填“A”或“B”)
A.电压表 B.电流表
(2)某次测量时,电压表读数为2.00V,电流表读数为0.40A,则电阻的测量值为R= Ω。测量值比真实值 。
【答案】(1) A B (2)5.0 小
【详解】(1)[1]由电路图可知,甲处仪器与待测电阻并联,测量的是电压,所以甲处用到的测量仪器是电压表,故选A;
[2]乙处仪器与待测电阻串联,测量的是电流,所以乙处用到的测量仪器是电流表,故选B。
(2)[1]某次测量时,电压表读数为2.00V,电流表读数为0.40A,根据欧姆定律可得电阻的测量值为
[2]由电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流使得电流表的读数大于通过待测电阻的真实电流,则电阻的测量值比真实值小。
12.某同学设计实验测定金属的电阻率,要求电压从零开始调节。用米尺测量金属丝的长度,用螺旋测微器测量金属丝的直径时的刻度如图甲所示。
金属丝的电阻大约为,在用伏安法对金属丝进行进一步测定时,有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势,内阻可不计;
电压表:量程,内阻;
电流表:量程,内阻;
电流表:量程,内阻;
滑动变阻器:最大阻值;
滑动变阻器:最大阻值;
开关、导线等。
(1)从甲中读出金属丝的直径 ;
(2)在所给的可供选择的器材中,应选的电流表是 ,应选的滑动变阻器是 ;(填写仪器的字母代号)
(3)为了使电阻测量结果尽可能精确,在方框中补全实验电路图:
(4)用待测金属丝的电阻、长度以及直径表示金属丝的电阻率 。
【答案】(1)0.830 (2) (3)见解析 (4)
【详解】(1)螺旋测微器的精确值为,又图甲可知金属丝的直径为
(2)[1]金属丝的电阻大约为,电压表量程为,则最大电流约为
故电流表应选;
[2]要求电压从零开始调节,则滑动变阻器应采用分压接法,为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择阻值较小的。
(3)要求电压从零开始调节,则滑动变阻器应采用分压接法;根据
可知电流表应采用外接法,则完整的电路图如图所示
(4)根据电阻定律可得
可得金属丝的电阻率为
13.在“测定金属的电阻率”实验中,所用器材如下:
A.电池组(电动势为6 V,内阻约为2 Ω);
B.电流表(内阻约为0.1 Ω);
C.电压表(内阻约为2 kΩ);
D.滑动变阻器R(0 ~ 5 Ω,允许通过的最大电流为2 A);
E.直尺、螺旋测微器、多用电表、开关、导线若干。
(1)用直尺测得金属丝的长度为50 cm,用多用电表电阻挡初测金属丝的阻值大约20 Ω,用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图甲所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测量金属丝的阻值Rx,应采用的电路图为 (填选项前的符号)。
(3)用笔画线代替导线将图乙所示的实物图按照(2)中所选的电路图连接。
(4)实验测量记录的3组数据如下:
次数
1
2
3
U / V
2.0
3.0
4.0
I / A
0.088
0.131
0.172
取平均值可知,该金属丝的阻值Rx = Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可知,该金属丝的电阻率ρ = Ω∙m(保留一位有效数字)。
【答案】(1)0.898/0.897/0.899 (2)A (3) (4)23 (5)3 × 10−5
【详解】(1)固定刻度读数为0.5 mm,可动刻度读数为39.8 × 0.01 mm,所测长度为
(2)根据欧姆表的测量数据可知,Rx为大电阻,应该采用内接法测量,滑动变阻器的阻值较小,需要采用分压式接入,电路图应选A。
(3)如图所示。
(4)根据3组数据取平均值可得该金属丝的阻值
(5)根据电阻定律
有
14.在“测量金属丝的电阻率”的实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行测量。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,测量结果如图1所示,则读数为_________mm;
(2)现有电源(电动势E为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω) B.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A) D.滑动变阻器(0~200Ω,额定电流1A)
为减小误差,且电压调节范围尽量大,滑动变阻器应选_________(选填器材前的字母)。实验需要设计电路获取数据,请补充完成图2中实物间的连线________;
(3)关于该实验误差分析,下列说法正确的是_________;
A.用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差
B.用U-I图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
C.只考虑电表内阻引起的误差,电压表分流会导致电阻测量值偏小
D.只考虑电表内阻引起的误差,电流表分压会导致电阻测量值偏大
(4)电导率是反映水质的一项重要指标,是电阻率的倒数,用希腊字母δ表示,常用单位是西门子/厘米(),即。资料显示某种饮用水的电导率约为。将该饮用水灌入一个绝缘性能良好、高约12cm、容积约240mL的薄壁塑料瓶(如图3所示),瓶的两端用两个略小于瓶底面积的固定金属圆片电极密封。请通过计算说明借鉴图2中的实验方案,把图2中的电阻丝换成水柱,将两个电极接入电路(图2中是电阻丝,这里是饮用水柱)能否较为精确的测量该饮用水的电导率。若能,请写出需要测量的物理量及对应的测量方法;若不能,请提出一种改进措施。
【答案】(1)0.671/0.672/0.670
(2) C
(3)BC
(4)不能,需要把电流表改为内接法
【详解】(1)螺旋测微器固定刻度为,可动刻度读数为
总读数为
(2)[1]题目要求电压调节范围尽量大,滑动变阻器需采用分压式接法,分压式接法优先选择小阻值滑动变阻器,方便调节,因此滑动变阻器选C。
[2]待测电阻约,满足,属于小电阻,采用电流表外接法,连线规则:滑动变阻器两个下接线柱分别接电源两极(经开关),待测电阻接滑动变阻器的输出端,电压表并联在待测电阻两端,电流表串联在干路中。
(3)A.多次测量取平均值只能减小偶然误差,无法减小系统误差,故A错误;
B.U-I图像处理数据可以抵消随机偶然误差,减小偶然误差,故B正确;
CD.只考虑电表内阻引起的误差,本实验采用电流表外接,误差来源于电压表分流会导致电流的测量值较大,则电阻测量值偏小,故C正确
,D错误。
故选BC。
(4)已知,由
得
水柱体积,长度,横截面积
由电阻定律
接入电源后,最大电流
远小于电流表的量程,电流表无法准确测量这么小的电流,误差极大,因此不能精确测量。
改进措施,需要把电流表改为内接法。
15.某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,由图可知其长度l= mm;用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示,则d= mm。
(2)某合金丝阻值约为5Ω,测量实验中使用的器材还有:
A.电源(输出电压为4V)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值10Ω)
E.开关、导线等
①根据测量合金丝阻值的原理图乙,在图丙中将实物连线补充完整 。
②实验时开关S2应接 端(选填“a”或“b”)。该实验的测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电压表示数为U,电流表示数为I,测得接入电路的合金丝长度为L,直径为D,则合金丝的电阻率 (用题中所给或所测得的物理量符号表示)
【答案】(1) 50.20 4.700 (2) 见解析 b 小 (3)
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图甲可知金属丝的长度为
[2]螺旋测微器的精确值为,由图甲可知金属丝的直径为
(2)①[1]根据电路图,完整的实物连线如图所示
②[2]某合金丝阻值约为,根据
可知电流表应采用外接法,则实验时开关应接b端;
[3]电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使得电流表的读数大于通过待测电阻的电流,根据欧姆定律可知该实验的测量值比真实值偏小。
(3)根据电阻定律可得
又
联立可得合金丝的电阻率为
16.2025年,新能源汽车行业蓬勃发展,对电池材料的性能要求愈发严苛。某新能源电池研发实验室中有一批新型的圆柱状电极材料,实验室的工作人员需要对其各项性能指标进行测量,其中一项比较重要的使是其导电性能。实验人员取出其中圆柱状的材料(如图甲),电阻约为,为了测量其电阻率,还提供以下实验器材:
A.10分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C. 电流表(量程50mA,内阻为)
D.电流表(量程100mA,内阻约为)
E. 电流表(量程1A,内阻r的为)
F. 滑动变阻器(,额定电流)
G. 直流电源(,内阻不计)
H. 开关一只、导线若干
(1)用螺旋测微器测得该样品的直径D,用游标卡尺测得该样品的长度 L,其中 L的示数如图乙所示,则 mm。
(2)为了尽可能精确地测量样品电阻,设计了如图丙所示电路原理图,图中甲电流表应选 ;乙电流表应选 均选填“”“”或“”
(3)请补全电路图 ,注意:滑动变阻器的滑片移至最右端时,两表示数为零。
(4)闭合开关,测量出甲电流表读数为、乙电流表的读数为,由此可得电阻率 用题中已知物理最及所测物理量的字母表示。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【详解】(1)10分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知
(2)[1][2]通过电阻的最大电流大约
电流表量程偏大,另外两个电流表中,电流表的满偏电流大于电流表的满偏电流,又电流表内阻已知,根据欧姆定律与串并联知识,应将电流表与待测材料并联后再与电流表串联,又因滑动变阻器阻值太小应用分压式接法,实验器材中没有电压表,可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联测电压,即电流表甲选择;乙电流表若选择则量程过大,则应选即可。
(3)根据题中要求滑动变阻器的滑片移至最右端时,两表示数为零。则电路图如图所示
(4)由电阻定律得
由欧姆定律可知待测电阻阻值为
联立解得电阻率为
。
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3. 实验:导体电阻率的测量
【新教材人教版】
【知识框架+知识精讲+课后作业】
模块二 知识精讲
知识归纳
【知识点1 长度的测量及测量工具的选用】
1、游标卡尺
(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)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。
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
2、游标卡尺的使用方法
(1)将量爪并拢,查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐,如果对齐就可以进行测量。
(2)测量时,右手拿住尺身,大拇指移动游标,左手拿待测外径(或内径)的物体,使待测物位
于外测量爪之间,当与量爪紧紧相贴时,拧紧紧固螺钉。
(3)用量爪卡紧物体时,用力不能太大;卡尺测量不宜在工件上随意滑动,防止量爪面磨损。
(4)使用后要擦干净,将两尺零线对齐,放入卡尺专用盒内,存放在干燥处。
3、游标卡尺的读数方法
以下图为例:
方法一:加法
精确度为mm=0.1mm
主尺读数为24mm(游标尺0刻度线左侧主尺整毫米数),游标尺对齐的格数为8(与主尺刻度线对齐的游标尺刻度线的标号),所以读数为24mm+8×0.1mm=24.8mm。
总结:游标卡尺读数=主尺读数+对齐格数×精确度。
方法二:减法
游标尺每格的长度==0.9mm
主尺读数为32mm(主尺与游标尺刻度线对齐处的示数),副尺对齐的格数为8(与主尺刻度线对齐的游标尺刻度线的标号),所以读数为32mm-8×0.9mm=24.8mm。
3、螺旋测微器
(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:精密螺纹的螺距是0.5 mm,即旋钮D每转一周,测微螺杆F前进或后退0.5 mm,可动刻度分成50等份,因此每旋转一格,对应测微螺杆F前进或后退0.01 mm,0.01 mm即为螺旋测微器的精确度。
(3)使用方法:当A与F并拢时,可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合,逆时针旋转旋钮D,将测微螺杆F旋出,把被测物体放入A、F之间的夹缝中,再顺时针旋转旋钮D,F快要接触被测物时,要停止使用旋钮D,改用微调旋钮D′,直到听到“喀喀”声。
(4)读数方法:L=固定刻度示数+可动刻度示数(估读一位)×分度值。
(5)因为螺旋测微器的读数总是估读到0.001mm,所以螺旋测微器又叫千分尺。
【例1】(2026•南京期末)(多选)螺旋测微器(千分尺)示数如图甲所示,10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数如图乙所示,其读数分别为( )
A. B. C. D.
【变式1—1】在一次实验时某同学用游标卡尺测量(如甲图所示),示数为______cm。在一次实验时某同学用螺旋测微器测量(如乙图所示),示数为______mm。
【变式1—2】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 .
【变式1—3】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 .
【知识点2 测金属的电阻率】
1.实验思路:设计实验电路,如图,取一段金属电阻丝连接到电路中,测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S=),由R=ρ得:ρ=(用R、S、l表示)=(用R、d、l表示),从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。
2.物理量的测量
(1)电阻的测量:伏安法测电阻。改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,通过U-1图像求得电阻R。
(2)电阻丝有效长度的测量:用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度1。反复测量多次,得到有效长度的平均值。
(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,或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径d。在不同位置测量三次,取平均值d后,根据S=0.25rd*d,计算出电阻丝的横截面积S。
3.实验目的: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;会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。
4.实验器材:被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,刻度尺。
5.实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d。
(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路。
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。
(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)将测得的阻值、长度、直径,代入公式,计算出金属丝的电阻率。
6.数据处理:求Rx的平均值的方法:①用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值;用U-I图线的斜率求出;②将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式ρ=Rx=。
7.误差分析
(1)电压表、电流表读数时会出现偶然误差。
(2)金属丝的长度、直径测量带来的误差。
(3)电阻的测量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。
(4)电压表、电流表内阻对测量结果都会产生影响。
(5)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。
【例2】(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)。
【变式2—1】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 。
。
【变式2—2】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
【变式2—3】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。
模块三 课后作业
一、单选题
1.(2025·河北·高考真题)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
2.某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图为示数的局部放大图,读数为( )
A. B. C. D.
3.分光计测量角度的角游标结构与游标卡尺类似,如图所示。它由主尺和游标尺组成,主尺刻度盘上一小格为,游标尺上有30等分刻度。已知,则图中显示的角度为( )
A. B. C. D.
4.(多选)在做“测定金属丝电阻率”的实验时,下列说法中正确的是( )
A.应用游标卡尺测定金属丝的长度,这样精确度高
B.为了精确读数,游标卡尺读数时需要估读
C.通电时间不宜过长,电流不能过大,以免金属丝明显升温,造成其电阻率变化
D.用螺旋测微器测量其直径
5.某同学测量一段粗细均匀的圆柱形导体棒的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量导体棒的直径,结果如图甲所示,则导体棒的直径______。
(2)如图乙是测量导体棒电阻的电路图,根据该电路图在图丙的实物图中补齐实物电路连线。
(3)如果按图丙所示电路图,在操作正确的情况下,读得电流表的示数为I,电压表的示数为U,测出该导体棒的长度为L、直径为d,则该导体棒的电阻率______(用I、U、L、d表示)。
6.某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为,电源为蓄电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势,内阻很小。滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约几欧,电压表内阻约。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.C. D.
7.(多选)一段镍铬合金丝的长度为100.00cm,用螺旋测微器测量该合金丝的直径,示数如左图所示。用右图所示电路测得这段合金丝的电阻R为8.0Ω,则( )
A.由示数图可读得该合金丝的直径为0.40mm
B.由题中信息算得镍铬合金的电阻率约为
C.闭合开关S,滑片P向b端移动过程中,合金丝R两端电压变小
D.若测量直径比真实值偏小,将导致测得电阻率比真实值偏小
9.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。下列说法正确的是( )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中待测电阻两端的电压都可以调到零
二、填空题
11.在做“金属丝电阻率的测量”的实验中,需要测量金属丝的电阻。
(1)测量金属丝的电阻R时,用到如图所示电路。甲处用到的测量仪器是 ;乙处用到的测量仪器是 ;(以上两空选填“A”或“B”)
A.电压表 B.电流表
(2)某次测量时,电压表读数为2.00V,电流表读数为0.40A,则电阻的测量值为R= Ω。测量值比真实值 。
12.某同学设计实验测定金属的电阻率,要求电压从零开始调节。用米尺测量金属丝的长度,用螺旋测微器测量金属丝的直径时的刻度如图甲所示。
金属丝的电阻大约为,在用伏安法对金属丝进行进一步测定时,有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势,内阻可不计;
电压表:量程,内阻;
电流表:量程,内阻;
电流表:量程,内阻;
滑动变阻器:最大阻值;
滑动变阻器:最大阻值;
开关、导线等。
(1)从甲中读出金属丝的直径 ;
(2)在所给的可供选择的器材中,应选的电流表是 ,应选的滑动变阻器是 ;(填写仪器的字母代号)
(3)为了使电阻测量结果尽可能精确,在方框中补全实验电路图:
(4)用待测金属丝的电阻、长度以及直径表示金属丝的电阻率 。
13.在“测定金属的电阻率”实验中,所用器材如下:
A.电池组(电动势为6 V,内阻约为2 Ω);
B.电流表(内阻约为0.1 Ω);
C.电压表(内阻约为2 kΩ);
D.滑动变阻器R(0 ~ 5 Ω,允许通过的最大电流为2 A);
E.直尺、螺旋测微器、多用电表、开关、导线若干。
(1)用直尺测得金属丝的长度为50 cm,用多用电表电阻挡初测金属丝的阻值大约20 Ω,用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图甲所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测量金属丝的阻值Rx,应采用的电路图为 (填选项前的符号)。
(3)用笔画线代替导线将图乙所示的实物图按照(2)中所选的电路图连接。
(4)实验测量记录的3组数据如下:
次数
1
2
3
U / V
2.0
3.0
4.0
I / A
0.088
0.131
0.172
取平均值可知,该金属丝的阻值Rx = Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可知,该金属丝的电阻率ρ = Ω∙m(保留一位有效数字)。
14.在“测量金属丝的电阻率”的实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行测量。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,测量结果如图1所示,则读数为_________mm;
(2)现有电源(电动势E为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω) B.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A) D.滑动变阻器(0~200Ω,额定电流1A)
为减小误差,且电压调节范围尽量大,滑动变阻器应选_________(选填器材前的字母)。实验需要设计电路获取数据,请补充完成图2中实物间的连线________;
(3)关于该实验误差分析,下列说法正确的是_________;
A.用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差
B.用U-I图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
C.只考虑电表内阻引起的误差,电压表分流会导致电阻测量值偏小
D.只考虑电表内阻引起的误差,电流表分压会导致电阻测量值偏大
(4)电导率是反映水质的一项重要指标,是电阻率的倒数,用希腊字母δ表示,常用单位是西门子/厘米(),即。资料显示某种饮用水的电导率约为。将该饮用水灌入一个绝缘性能良好、高约12cm、容积约240mL的薄壁塑料瓶(如图3所示),瓶的两端用两个略小于瓶底面积的固定金属圆片电极密封。请通过计算说明借鉴图2中的实验方案,把图2中的电阻丝换成水柱,将两个电极接入电路(图2中是电阻丝,这里是饮用水柱)能否较为精确的测量该饮用水的电导率。若能,请写出需要测量的物理量及对应的测量方法;若不能,请提出一种改进措施。
15.某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,由图可知其长度l= mm;用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示,则d= mm。
(2)某合金丝阻值约为5Ω,测量实验中使用的器材还有:
A.电源(输出电压为4V)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值10Ω)
E.开关、导线等
①根据测量合金丝阻值的原理图乙,在图丙中将实物连线补充完整 。
②实验时开关S2应接 端(选填“a”或“b”)。该实验的测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电压表示数为U,电流表示数为I,测得接入电路的合金丝长度为L,直径为D,则合金丝的电阻率 (用题中所给或所测得的物理量符号表示)
16.2025年,新能源汽车行业蓬勃发展,对电池材料的性能要求愈发严苛。某新能源电池研发实验室中有一批新型的圆柱状电极材料,实验室的工作人员需要对其各项性能指标进行测量,其中一项比较重要的使是其导电性能。实验人员取出其中圆柱状的材料(如图甲),电阻约为,为了测量其电阻率,还提供以下实验器材:
A.10分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C. 电流表(量程50mA,内阻为)
D.电流表(量程100mA,内阻约为)
E. 电流表(量程1A,内阻r的为)
F. 滑动变阻器(,额定电流)
G. 直流电源(,内阻不计)
H. 开关一只、导线若干
(1)用螺旋测微器测得该样品的直径D,用游标卡尺测得该样品的长度 L,其中 L的示数如图乙所示,则 mm。
(2)为了尽可能精确地测量样品电阻,设计了如图丙所示电路原理图,图中甲电流表应选 ;乙电流表应选 均选填“”“”或“”
(3)请补全电路图 ,注意:滑动变阻器的滑片移至最右端时,两表示数为零。
(4)闭合开关,测量出甲电流表读数为、乙电流表的读数为,由此可得电阻率 用题中已知物理最及所测物理量的字母表示。
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