第10章 第3讲 第2课时 重点实验——测量金属丝的电阻率(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习
2026-10-13
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教辅
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“测量金属丝的电阻率”实验专题,依据高考评价体系梳理了实验原理、数据处理、误差分析、器材选择四大考查维度,通过真题分析明确电表接法、图像法处理数据等高频考点,构建系统复习框架,体现高考备考的针对性。
课件亮点在于“真题解析+方法归纳+素养提升”策略,如结合2024山东高考题,通过U-I图像斜率求电阻、电阻定律应用,培养科学思维和科学探究素养。特设“易错点警示”和“变式训练”,帮助学生掌握器材选择技巧,教师可据此高效指导,助力学生实验题得分率提升。
内容正文:
重点实验——测量金属丝的电阻率
第 2 课时
一、实验知能/系统归纳
二、实验关键/重点解读
01
02
CONTENTS
目录
课时跟踪检测
03
一、实验知能/系统归纳
一、理清原理与操作
原理装置图
实验原理 由R=ρ得ρ==
操作要领 (1)测量直径:用螺旋测微器在金属丝三个不同位置各测一次直径(要估读)。
(2)电路连接:连接好伏安法测电阻的实验电路。
(3)测量长度:用毫米刻度尺测金属丝接入电路的有效长度
3次(要估读)。
(4)测量U、I:改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应电流表、电压表的示数
续表
二、掌握数据处理方法
1.求Rx的两种方法
(1)计算法:用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值。
(2)图像法:画出U⁃I图像,U⁃I图像的斜率等于Rx。
注意:采用图像法求电阻的平均值,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,个别明显偏离直线较远的点可以不予考虑。
2.计算电阻率
将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式ρ=Rx=。
三、注意实验细节
1.先测直径,再连电路:为了方便,金属丝直径应在金属丝连入电路之前测量。
2.电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法。
3.电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。
四、做好误差分析
1.偶然误差:金属丝的直径测量、长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
2.系统误差:(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)由于金属丝通电后会发热升温,使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。
二、实验关键/重点解读
本实验要求考生能根据实验原理以及所给实验器材,合理选择电流表、电压表和滑动变阻器。在选择实验器材时应按照仪表类型、精确度、仪表内阻、量程等方面,既全面又有所侧重地进行选择。高考还注重考查考生对本实验的迁移创新能力,要求善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。
关键点(一)
电表的选择与接法
[题点训练]
1.(2025·北京门头沟一模)某同学想要测量一段均匀材料金属丝的电阻率,已知待测金属丝电阻Rx约为6.0 Ω。
(1)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了以下相关器材:
A.电池组(3 V,内阻约1 Ω)
B.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)
C.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
D.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
E.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
F.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流1 A)
G.滑动变阻器(0~1 000 Ω,额定电流0.3 A)
H.开关,导线
实验时应选用的电流表是_____,电压表是_______,滑动变阻器是_____。(填写各器材的字母代号)
C
D
F
解析:由题意知电池组电动势E=3 V,则电压表应选D;电路的最大电流Im== A=0.5 A,故电流表选C;因为待测电阻约6.0 Ω,为方便调节,滑动变阻器应选最大阻值较小的F。
(2)为使电阻的测量结果尽量准确,且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符合要求的是_____。
A
解析:为使金属丝两端的电压从零开始变化,滑动变阻器应选择分压式解法,因为Rx<,故电流表采用外接法,故选A。
(3)实验中改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,并描绘出U⁃I图线,如图所示。若图线的斜率为k,金属丝的长度为l、直径为D,则金属丝电阻率的表达式为_______。(用k、l、D表示)
解析:分析U⁃I图像可知图像斜率为待测金属丝电阻Rx,即Rx=k=ρ,解得ρ=。
(4)某同学认为,在不改变电路结构的基础上,可以通过改变金属丝长度,并利用某一电表测得的数据,作出相应的图像,进而通过图线的斜率k'求得金属丝的电阻率。请简要说明实验方案,并用斜率k'表示金属丝的电阻率。(需要的其他物理量可自选符号表示)
解析:实验中改变金属丝长度,通过改变滑动变阻器滑片的位置,使得每次电流表的示数均为I0,测量出金属丝长度l以及对应的电压表示数U,根据欧姆定律可得U=I0R,又R=ρ=ρ,联立可得U=l,作出U⁃l图像,可知斜率为k'=,解得金属丝的电阻率为ρ=。
2.某同学想测量一段金属丝的电阻率,可供选择的实验器材有:
A.电流表A1(量程为0~15 mA,内阻r1约为2 Ω);
B.电流表A2(量程为0~3 mA,内阻r2=100 Ω);
C.定值电阻R1=900 Ω;
D.定值电阻R2=9 900 Ω;
E.滑动变阻器R3(0~20 Ω,允许通过的最大电流为200 mA);
F.滑动变阻器R4(0~100 Ω,允许通过的最大电流为50 mA);
G.蓄电池E(电动势为3 V,内阻很小);
H.开关S及若干导线。
(1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径,某次测量结果如图甲所示,则金属丝的直径D=_______mm。
0.150
解析:根据螺旋测微器的读数规则,可知金属丝的直径D=0+15.0×0.01 mm=0.150 mm。
(2)为了更准确地测量该金属丝的阻值Rx,滑动变阻器应选择_____ (填“R3”或“R4”);在虚线框内将图乙所示的电路补充完整,并标明各器材的符号。
解析:为准确测量Rx,需要测量较多的数据,
所以滑动变阻器采用分压式接法,故滑动变阻器
选用最大阻值较小的R3;因题中没有提供电压表,
故需要将电流表A2与定值电阻R1串联,改成一个
电压表,其量程为U=I2m=3 V,而电流表A1放在干路中,完整的电路图如图所示。
R3
(3)调节滑动变阻器,测得多组电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2,并作出I1⁃I2图像如图丙所示,则该金属丝的阻值Rx=______Ω。
解析:根据欧姆定律,有Rx==,化简可得I1=I2,根据题图丙可知,斜率k==1+,解得Rx=250 Ω。
250
(4)测得金属丝的长度为L,可知该金属丝的电阻率ρ=_______。(用Rx、L、D表示)
解析:根据电阻定律,有Rx=ρ,其中S=π, 解得ρ=。
[归纳建模]
电表的选择 电流表的选择 思路一:根据电路中的最大电流来选择
思路二:根据用电器的额定电流来选择
电压表的选择 思路一:根据被测电阻两端的最大电压来选择
思路二:根据电源电动势来选择
电表的接法 电流表和电压表选定以后,可根据和的大小关系判断应采用电流表内接法还是外接法
关键点(二)
不同形状导体电阻率的测量
[题点训练]
1.(2024·山东高考)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16 V);
滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A);
电压表V(量程3 V,内阻未知);
电流表A(量程3 A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为_______mm;
解析:根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为d=2 mm+
45.0×0.01 mm=2.450 mm。
2.450
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到____ (填“1”或“2”)端;
解析:由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。
1
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I⁃U图像如图丙所示,求得电阻RY=___________________Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;
解析:根据题图丙的I⁃U图像,结合欧姆定律有RY= Ω≈1.92 Ω。
1.92(1.90~1.94均可)
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率_______ (填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
解析:根据电阻定律R=ρ,可得ρ=,两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知ρX>ρY。
大于
2.电热膜供暖系统(常用于地暖)工作时以电热膜为发热体,将热量以热辐射的形式送入周围空间,其节能节材、不耗水、不占地、开关自主等,综合效果优于传统的对流供暖方式。
(1)如图(a)所示是一个表面镀有一层均匀电热膜的圆柱形陶瓷管,已测出镀膜的厚度为d。用游标卡尺测量陶瓷管的长度L,其示数如图(b)所示,则L=_______mm;用螺旋测微器测量陶瓷管的直径D,其示数如图(c)所示,则D=_______mm。管两端有导电金属箍M、N,现用电流表内接法把M、N接入电路中,当两端电压为U时,通过它的电流为I,则该电热膜的电阻率为_________ (用U、I、L、D、d表示)。
50.15
10.000
解析:由题图(b)可知,游标卡尺的主尺读数为50 mm,游标尺读数为3×0.05 mm=0.15 mm,则有L=50 mm+0.15 mm=50.15 mm;由题图(c)可知,螺旋测微器的固定刻度读数为9.5 mm,可动刻度读数为50.0×
0.01 mm=0.500 mm,则有D=9.5 mm+0.500 mm=10.000 mm;由欧姆定律可得R=,由电阻定律R=ρ,可得ρ==×π
=。
(2)本次实验中所用测量仪器均已校准,则____。
A.用螺旋测微器测量陶瓷管的直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用U⁃I图像处理实验数据求电热膜的电阻可减小偶然误差
C.由于电流表内阻的影响,本次实验电阻率测量值小于真实值
解析:用螺旋测微器测量陶瓷管的直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;用U⁃I图像处理实验数据求电热膜的电阻可减小偶然误差,B正确;用电流表内接法把M、N接入电路中,由于电流表的分压作用,使电压的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻测量值大于真实值,由电阻定律求出的电阻率测量值大于真实值,C错误。
B
3.(2024·江西高考)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右
两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水
倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=
0.03 m。
(2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻RA =2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。
解析:由于电流表内阻已知,则电流表
的分压可以求出,故电流表采用内接法,
又电源电动势为3 V,则电压表应选择量程
3 V接入电路,电路连接如图所示。
(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃,重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx⁃l图线,分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若Rx⁃l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=______ (用k、d、h表示)。实验结果表明,温度_____ (填“高”或“低”)的水更容易导电。
解析:根据电阻定律有Rx =ρ,又S=dh,联立得Rx=l,故Rx⁃l图线的斜率k=,解得ρ=kdh。根据题图(b)可知,温度高的水的Rx⁃l图线(图线乙)斜率较小,则温度高的水的电阻率较小,更容易导电。
kdh
高
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为______m。(保留两位有效数字)
解析:根据欧姆定律和电阻定律有R==ρ,代入数据解得水管长度的最小值约为0.46 m。
0.46
[归纳建模]
在测量导体的电阻率实验时,常常会遇到不同形状的导体,比如薄膜、圆柱体、导电液体等,针对这些特殊形状的导体要注意电阻定律表达式中的l、S的测量及不同实验的创新测量方法。
课时跟踪检测
1
2
3
4
5
1.(6分)(2025·湖北三模)某段导体是由横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接而成,L1的电阻率ρ1已知,L2的电阻率ρ2未知。
1
2
3
4
5
(1)先用螺旋测微器测量其直径,如图甲所示,其读数
d=_______________________mm。(2分)
解析:直径d=4 mm+7.8×0.01 mm=4.078 mm。
4.078(4.077~4.079均可)
1
2
3
4
5
(2)为了测量L2的电阻率ρ2,兴趣小组同学只有一只内阻较大的电压表,于是设计了如图乙所示电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图丙所示,则导体L2的电阻率为______ (用ρ1表示)。(2分)
解析:根据电阻定律,有ΔR=ρ,根据欧姆定律,有ΔU=I·ΔR,联立可得ρ=·,结合题图可知,导体L1、L2的电阻率之比= ,故ρ2=。
1
2
3
4
5
(3)考虑电压表内阻影响带来的误差属于__________ (选填“偶然误差”或“系统误差”)。(2分)
解析:电压表内阻影响带来的误差属于系统误差。
系统误差
1
5
2
3
4
2.(8分)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用如图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。
可供使用的器材有:
1
5
2
3
4
电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω;
电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω;
定值电阻:R0=3 Ω;
电源:电动势6 V,内阻可不计;
开关、导线若干。
1
5
2
3
4
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选______ (填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至____端(填“a”或“b”)。(2分)
解析:当电流表满偏时,回路电阻为R1== Ω=10 Ω,当电流表指针偏转量程三分之一时,回路电阻为R2==30 Ω,待测电阻约为Rx0=1.7×10-8×
Ω=1.7 Ω,滑动变阻器的阻值范围是R1-Rx0-R0-RA≤R≤R2-Rx0-R0-RA,解得5.1 Ω≤R≤25.1 Ω,所以滑动变阻器选择R2;闭合开关S前应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,应将滑片移至a端。
R2
a
1
5
2
3
4
(2)在实物图乙中,已正确连接了部分导线,请根据电路图完成剩余部分的连接。(2分)
1
5
2
3
4
解析:根据电路图连接实物图,如图所示。
1
5
2
3
4
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表读数如图丙所示,读数为_______V。(2分)
解析:由题图丙可知,电压表的读数为2.30 V。
2.30
1
5
2
3
4
(4)导线实际长度为_____m(保留两位有效数字)。(2分)
解析:根据电阻定律有Rx=ρ,由欧姆定律有Rx+R0=,解得L≈94 m,导线实际长度为94 m。
94
1
5
2
3
4
3.(8分)(2025·四川高考)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约1 m)
螺旋测微器
学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知)
米尺(量程0~100 cm)
滑动变阻器(最大阻值20 Ω)
电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω)
电流表(量程0~30 mA,内阻较小)
开关S1、S2
1
5
2
3
4
导线若干
1
5
2
3
4
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为_______mm。(1分)
解析:该样品横截面直径的平均值为d= mm=0.500 mm。
0.500
1
5
2
3
4
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱___ (选填“a”或“b”)相连;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于____端(选填“左”或“右”)。(3分)
解析:由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连;为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,即最左端。
a
左
1
5
2
3
4
(3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为__________Ω·m(取π=3.14,结果保留2位有效数字)。(2分)
解析:由题图2可知,电阻箱的阻值为3.2 Ω,根据等效替代的思想,则该合金丝接入电路的电阻为R=3.2 Ω,由电阻定律R=ρ及S=π可得ρ=,其中d=0.500 mm,l=70.00 cm-20.00 cm=50.00 cm,代入数据解得该合金丝的电阻率为ρ≈1.3×10-6 Ω·m。
1.3×10-6
1
5
2
3
4
(4)为减小实验误差,可采用的做法有_____ (有多个正确选项)。(2分)
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
CD
1
5
2
3
4
解析:本实验中测量合金丝电阻用的是等效替代法,则改变电源和电流表内阻不影响实验结果;换用阻值范围0~99.99 Ω的电阻箱,合金丝电阻的测量值更精确,可减小实验误差;多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,可减小偶然误差。故选C、D。
1
5
2
3
4
4.(10分)实验小组测量一盘导线的电阻及电阻率,标签标注长度为100 m,实验室提供以下器材:
A.螺旋测微器
B.多用电表
C.电流表A(0~200 mA,内阻约为0.5 Ω)
D.电压表V(0~3 V,内阻约为2 kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~5 Ω)
F.滑动变阻器R2(0~1 kΩ)
G.电源E(电动势为3.0 V,内阻不计)
H.开关、若干导线
1
5
2
3
4
(1)将导线一端拨去绝缘层,用螺旋测微器在不同位置测量导线的直径,某次测量时,螺旋测微器示数如图甲所示,则该导线直径d=_______ mm。(1分)
0.630
解析:导线的直径为d=0.5 mm+13.0×0.01 mm=0.630 mm。
1
5
2
3
4
(2)用多用电表电阻“×1”挡粗测导线的电阻如图乙所示,导线电阻约为_____Ω。(1分)
解析:由题图乙知导线电阻约为22 Ω。
22
1
5
2
3
4
(3)用伏安法测量导线电阻时,要求电流表示数从零开始测量,滑动变阻器应选____ (填器材前面的序号)。用笔划线代替导线在图丙中完成电路连接。(3分)
E
1
5
2
3
4
解析:用伏安法测量导线电阻时,要求电流表示数从零开始测量,滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器应选E;由于>,故采用电流表外接法,实物连线如图所示。
1
5
2
3
4
(4)连接电路无误,实验得到多组电压表读数U和电流表读数I,作出伏安特性曲线如图丁所示,则导线电阻R=______Ω。导线电阻率ρ=_______Ω·m(保留一位有效数字)。(3分)
解析:根据伏安特性曲线,导线电阻R==22.5 Ω,导线横截面积S=,根据电阻定律R=ρ=l,导线的电阻率为ρ=≈7.0×10-8 Ω·m。
22.5
7×10-8
1
5
2
3
4
(5)测出的电阻及电阻率均比真实值____ (选填“大”“小”或“相等”)。(2分)
解析:由于电压表的分流,电流表的测量值大于流过导线电流的真实值,故电阻及电阻率均比真实值小。
小
1
5
2
3
4
5.(10分)一段粗细均匀、中空的圆柱形导体,其横截面及中空部分横截面均为圆形,如图1所示。某同学想测量中空部分的直径大小,但由于直径太小无法直接精准测量,他设计了实验进行间接测量。
1
5
2
3
4
实验步骤如下:
(1)用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D,如图2所示,则直径D的测量值为_____________________mm,然后又用游标卡尺测得该导体的长度L。(2分)
解析:由螺旋测微器的读数规则可知,直径D=4.0 mm+48.5×0.01 mm
=4.485 mm。
4.485(4.484~4.486均可)
1
5
2
3
4
(2)使用多用电表粗测这段导体两端面之间的电阻值,以下说法正确的是_____。(2分)
A.每换一次挡位,不必重新进行欧姆调零
B.指针在刻度盘中央附近时,测量误差较小
C.在外电路中,电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时,若指针偏角较小,说明这个电阻的阻值较大,应换倍率更大的挡位来测量
BD
1
5
2
3
4
解析:每换一次挡位,必须重新进行欧姆调零,故A错误;指针在刻度盘中央附近时,测量误差较小,故B正确;在外电路中,电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔,回到电源负极,故C错误;测量时,若指针偏角较小,说明这个电阻的阻值较大,应换倍率更大的挡位来测量,故D正确。
1
5
2
3
4
(3)正确使用多用电表“×10”挡位测得电阻如图3所示,为了精确测量这段导体两端面之间的电阻值,尽可能减小实验误差,且使电表示数范围较大,除待测导体Rx外,实验室还提供了下列器材:
1
5
2
3
4
A.电流表A1(量程为20 mA,内阻r=5 Ω)
B.电流表A2(量程为50 mA,内阻未知)
C.滑动变阻器RP(0~10 Ω)
D.定值电阻R1=220 Ω
E.定值电阻R2=2 000 Ω
F.电源(电动势E=4.5 V,内阻可以忽略)
G.开关S、导线若干
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根据以上器材和粗测的导体电阻值的情况,在方框中画出测量电路原理图,并标出所选器材的符号。(2分)
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解析:电流表A1与定值电阻R1串联后所测的最大电压为U=I1(r+R1)=4.5 V,而电源电动势为4.5 V,所以应用电流表A1与定值电阻R1串联改装成电压表来测Rx两端电压,同时电流表A2应采用外接法,由于待测导体阻值约为140 Ω,而滑动变阻器的最大阻值为10 Ω,所以滑动变阻器采用分压接法,故电路原理图如图所示。
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(4)为了减小误差,改变滑动变阻器滑片的位置,多测几组I1、I2的值,作出I2⁃I1关系图像如图4所示。若读出图线上某点对应的坐标值分别为a和b,则可知这段导体两端面间电阻的测量值Rx=_______ (用图4中的标注字母和题中给出的物理量符号表示)。(2分)
解析:根据欧姆定律可得Rx=,所以I2=I1,结合图像可得1+=,解得Rx=。
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(5)该同学查出这段导体材料的电阻率为ρ,则中空部分直径大小的测量值为d=_________ (用Rx和题中给出的物理量符号表示)。(2分)
解析:根据电阻定律Rx=ρ=ρ,解得d=。
本课结束
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