题目内容

某同学利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：
A．电池组，电动势6V
B．电流表，量程为500mA，内阻约为1Ω
C．电压表，量程为3V，内阻约为3kΩ
D．待测金属丝，电阻约为4Ω
E．螺旋测微器
F．米尺，最小刻度为1mm
G．滑动变阻器，最大阻值5Ω，最大电流2A
H．开关和导线若干
（1）在实验中，既要保证器材安全，又要减小误差，应选用的实验电路为
D
D
．

（2）该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如下图所示．金属丝的直径d=
0.420
0.420
mm．

（3）测得金属丝长度L=51.00cm，电阻R=4.08Ω．则用d、L、R表示该金属丝的电阻率ρ=
πRd2
4L
πRd2
4L
，代入数据解得ρ=
1.1×10-6
1.1×10-6
Ω?m（结果保留2位有效数字）．
分析：（1）根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，然后选择实验电路．
（2）螺旋测微器固定刻度示数与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
（3）由电阻定律求出电阻率的表达式，然后求出电阻率．
解答：解：（1）由题意可知，待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值相差不多，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；
R
RA
=
4Ω
1Ω
=4，
RV
R
=
3000Ω
4Ω
=750，
RV
R
＞
R
RA
，电流表应采用外接法，因此实验应采用图D所示实验电路．
（2）由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0mm，可动刻度示数为42.0×0.01mm=0.420mm（0.420-0.422均正确）．
（3）由电阻定律可知，电阻R=ρ
L
S
=ρ
L
π(
d
2
)2
，则电阻率ρ=
πRd2
4L
，代入实验数据可得：ρ=1.1×10-6Ω?m．
故答案为：（1）D；（2）0.420；（3）
πRd2
4L
；1.1×10-6．
点评：（1）确定滑动变阻器与电流表的接法是正确解题的关键．
（2）固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读．
（3）掌握电阻定律即可正确解题．
练习册系列答案
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某同学利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω．他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A1（量程0～100mA，内阻约5Ω）；
电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；
电阻箱R（0～999.9Ω）；开关、导线若干．
实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；
B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表指针指到最大值处（即满偏），记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L．    
F．断开开关，整理器材．
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①实验中电流表应选择
 
（选填“Al”或“A2”）；
②用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图乙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，根据闭合电路欧姆定律，结合图乙，求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=
 
（用R0、L0、d和常数表示）．
③若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果
 
（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

某同学利用实验室提供的器材探究金属丝的电阻与长度的关系，他截取了一段镍铬合金丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在合金丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在合金丝上移动．所用的器材还有：电池组（电动势3V，内阻很小），电流表（内阻约为0.5?），多用电表，螺旋测微器，米尺，开关，导线若干．
①用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图(a)所示，合金丝的直径是_______mm；
②选择多用电表的“´1”挡测量金属丝的电阻，示数如图(b)所示，可知该段合金丝的电阻约为_______?．


③实验中使用多用电表测量电压，请将图(c)中的多用电表（内阻约为几千欧姆）正确接入电路中；开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移至_____端（填“左”或“右”）；若某次用直流2.5V挡测量时，示数如图(b)所示，则读数为______V．
④实验时通过改变金属夹的位置，分别测出7组与长度L对应的电压U和电流表的示数I，利用计算出不同L对应的电阻值R，并据此绘出了图(d)的关系图线，其斜率为_________?? m－1（保留两位有效数字），它与合金丝横截面积的乘积代表的物理量是__________________．

图c

图d

（6分）某同学利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20。他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：

电池组E（电动势为3.0V，内阻约1）；

电流表A1（量程0~100mA，内阻约5）；

电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.2）；

电阻箱R（0～999.9）；开关、导线若干。

?

实验操作步骤如下：

??? A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；

??? B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；

??? C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；

??? D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表指针指到最大值处（即满偏），记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；

??? E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。???

F．断开开关，整理器材。

①实验中电流表应选择???????? （选填“Al”或“A2”）；

②用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图乙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，根据闭合电路欧姆定律，结合图乙，求出这种电阻丝材料的电阻率=?????? （用R0、L0、d和常数表示）。

③若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果?????? （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

 

某同学利用实验室提供的器材探究金属丝的电阻与长度的关系，他截取了一段镍铬合金丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在合金丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在合金丝上移动．所用的器材还有：电池组（电动势3V，内阻很小），电流表（内阻约为0.5Ω），多用电表，螺旋测微器，米尺，开关，导线若干．

①用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图(a)所示，合金丝的直径是_______mm；

②选择多用电表的“´1”挡测量金属丝的电阻，示数如图(b)所示，可知该段合金丝的电阻约为_______Ω．

③实验中使用多用电表测量电压，请将图(c)中的多用电表（内阻约为几千欧姆）正确接入电路中；开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移至_____端（填“左”或“右”）；若某次用直流2.5V挡测量时，示数如图(b)所示，则读数为______V．

④实验时通过改变金属夹的位置，分别测出7组与长度L对应的电压U和电流表的示数I，利用计算出不同L对应的电阻值R，并据此绘出了图(d)的关系图线，其斜率为_________Ω ∙ m－1（保留两位有效数字），它与合金丝横截面积的乘积代表的物理量是__________________．

图c

图d

 

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