11.3實驗：導(dǎo)體電阻率的測量基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理【實驗1長度的測量及測量工具的選用】一、游標卡尺的原理和讀數(shù)1．構(gòu)造：主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標卡尺上還有一個尺．(如圖所示)2．用途：測量、、深度、內(nèi)徑、外徑．3．原理：利用主尺的與游標尺的最小分度的差值制成．不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少.常見的游標尺上小等分刻度有10個、20個、50個的，其規(guī)格見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度1mm與每小格的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.讀數(shù)若用x表示由上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達為(x＋K×精確度)mm.二、螺旋測微1．構(gòu)造如圖所示，它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測微螺桿F連在一起的，并通過精密螺紋套在B上．2．原理精密螺紋的螺距是mm，即旋鈕D每轉(zhuǎn)一周，測微螺桿F前進或后退0.5mm，可動刻度分成50等份，因此每旋轉(zhuǎn)一格，對應(yīng)測微螺桿F前進或后退mm。即為螺旋測微器的精確度．3．使用方法當A與F并攏時，可動刻度E的零點恰好跟固定刻度B的零點，逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，將測微螺桿F旋出，把被測物體放入A、F之間的夾縫中，再旋轉(zhuǎn)旋鈕D，F(xiàn)快要接觸被測物時，要停止使用旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D′，直到聽到“喀喀”聲．4．讀數(shù)方法L＝固定刻度示數(shù)＋可動刻度示數(shù)(估讀一位)×．三、電壓表、電流表的讀數(shù)電壓表、電流表的讀數(shù)方法1．首先要弄清電表，即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或．2．根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，即每一小格表示的值，同時確定讀數(shù)有效數(shù)字所在的位數(shù)．3．按照指針的實際位置進行讀數(shù)．4．(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1V和0.1A，讀到0.1的下一位，即讀到小數(shù)點后面．(2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面，即讀到0.1V.(3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.【實驗2金屬絲電阻率的測量】1．實驗原理(1)把金屬絲接入電路中，用測金屬絲的電阻R(R＝eq\f(U,I))．電路原理圖如圖所示．(2)用毫米刻度尺測出金屬絲的有效長度l，用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝eq\f(πd2,4))．(3)由電阻定律R＝，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)＝，求出電阻率．2．實驗器材螺旋測微器或游標卡尺、毫米刻度尺、、、開關(guān)及導(dǎo)線、待測金屬絲、電池、滑動變阻器．3．實驗步驟(1)測直徑：用螺旋測微器在待測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑，并記錄．(2)連電路：按如圖所示的電路圖連接實驗電路．(3)測長度：用毫米刻度尺測量接入電路中的待測金屬絲的有效長度，重復(fù)測量3次，并記錄．(4)求電阻：把滑動變阻器的滑動觸頭調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認無誤后，閉合開關(guān)S.改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.(5)拆除實驗電路，整理好實驗器材．4．數(shù)據(jù)處理電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計算法：利用每次測量的U、I值分別計算出電阻，再求出的平均值作為測量結(jié)果．(2)圖像法：可建立坐標系，將測量的U、I值描點作出圖像，利用圖像的斜率來求出電阻值R.典型例題分析典型例題分析考點一：利用雙安法測電阻【例1】測溫槍中常用的測溫元器件是熱敏電阻。某小組設(shè)計了如圖甲所示的電路驗證熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系的準確性，除了該熱敏電阻之外，實驗室還備有如下器材：D．定值電阻E．開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）為了較準確的測量電阻在不同溫度下的阻值，請在圖甲中的虛線框內(nèi)將測量電阻的實驗電路圖補充完整，并在圖中標出所選器材的符號；______（3）如果測得熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系如圖乙所示，現(xiàn)直接將電源E、開關(guān)、電流表、熱敏電阻、定值電阻串聯(lián)成一個電路作為測溫裝置，且使其能測量的最高溫度為120℃，則定值電阻的阻值應(yīng)為______Ω。【變式練習(xí)】1．現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。利用下列器材設(shè)計一個電路，盡量準確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，畫出實驗電路圖_________，并標明器材代號。實驗器材如下：電源E（電動勢10V，內(nèi)阻約為10Ω）；滑動變阻器R（最大阻值10Ω，額定電流2A）；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。2．壓敏電阻由在壓力作用下發(fā)生形變進而導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化的材料組成，為了探究某壓敏材料的特性，有人設(shè)計了如下的電路，其中電源電動勢為E、內(nèi)阻約為r，兩個電流表量程相同，一個電流表內(nèi)阻已知，另外一個電流表內(nèi)阻較小但阻值未知。（1）電路圖中哪個電流表的內(nèi)阻已知________（填“A1”或“A2”）。（2）在某一個壓力測試下，兩個電流表A1和A2的讀數(shù)分別為I1和I2，則壓敏電阻的阻值＝__________。（3）經(jīng)過測試獲得壓敏電阻的阻值和壓力的關(guān)系圖如圖所示，以豎直向下為正方向，則阻值和壓力的關(guān)系式是__________。考點二：利用雙伏法測電阻回答下列問題：（1）根據(jù)本實驗采用的滑動變阻器的合理接法，將虛線框中的電路原理圖補充完整______，根據(jù)原理圖，在開關(guān)S閉合前，滑動變阻器R的滑片應(yīng)滑至______端（選填“左”或“右”）；測量次數(shù)123451.001.502.002.503.001.612.413.214.024.82【變式練習(xí)】（1）按照圖甲所示的實驗原理線路圖將實物圖補充完整。___________2．要測量電壓表的內(nèi)阻，其量程為2V，內(nèi)阻約2kΩ。實驗室提供的器材有：電流表A，量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω；電壓表，量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ；定值電阻，阻值為30Ω；定值電阻，阻值為3kΩ；滑動變阻器，最大阻值100Ω，額定電流1.5A；電源E，電動勢6V，內(nèi)阻約0.5Ω；開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。（1）有人將待測電壓表和題中所給的電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出電壓表的電壓和電流表A的電流，再計算出。該方案實際上不可行，其最主要的原因是___________；（2）某同學(xué)設(shè)計出如圖甲所示的電路來測量電壓表的內(nèi)阻，圖中應(yīng)選___________；（3）在圖乙中實物連線_______；課后小練課后小練一、單選題1．用10分度的游標卡尺測量某物體長度，測得的讀數(shù)如圖所示，則該物體的長度為（）A．1.7mm B．1.37mm C．1.2mm D．13.7mm2．某同學(xué)分別用毫米刻度尺、10分度游標卡尺、50分度游標卡尺、螺旋測微器測量同一個物體的寬度，分別得到如下數(shù)據(jù)，其中讀數(shù)肯定錯誤的是（

）A．20.0mm B．19.9mm C．20.05mm D．19.990mm3．在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲直徑時，測得結(jié)果如圖甲所示，則該金屬絲的直徑為（

）A．2.935mm B．2.435mm C．3.035mm D．2.835mm4．在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實驗中，以下操作中正確的是（）A．用刻度尺量出金屬絲的全長三次，算出其平均值B．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部分各測量一次直徑，算出其平均值C．讀電壓表示數(shù)時，任何情況下都不需要估讀D．閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到使接入電路中的電阻值最小A．導(dǎo)線直徑d的測量 B．電壓U的測量C．電流I的測量 D．導(dǎo)線長度的測量標準電阻（阻值）直流電源（，內(nèi)阻不計）開關(guān)S、導(dǎo)線若干如圖為四位同學(xué)分別設(shè)計的測量電路的一部分，你認為合理的是（）A． B．C． D．7．某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：該同學(xué)測量出圓柱體長度L，圓柱體的直徑D，用伏安法較精確地測量出圓柱體電阻為R時，電壓和電流分別是U和I，則該圓柱體材料的電阻率ρ為（）8．甲、乙兩電路圖分別是滑動變阻器的兩種連接方式。R是滑動變阻器，P是滑動變阻器的滑片，a、b是滑動變阻器的兩端，Rx是待測電阻，下列說法正確的是（）A．乙圖電路中的滑動變阻器采用“一上一下”的連接方式B．在閉合開關(guān)測量前，甲、乙兩圖中滑片P都應(yīng)置于b端C．Rx阻值遠遠大于滑動變阻器阻值時，選擇甲圖電路連接D．甲、乙兩圖中待測電阻Rx上的電壓都可以調(diào)到零二、多選題9．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，以下操作中正確的是（）A．用刻度尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用伏安法測電阻時，采用電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值C．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值D．實驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變A．G的示數(shù)先減小后增大B．V的示數(shù)先增大后減小C．G的示數(shù)為零時滑動變阻器左右兩端電阻之比為D．G的示數(shù)為零時滑動變阻器左右兩端電阻之比為11．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，以下操作中錯誤的是（）A．用米尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用伏安法測電阻時，采用電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值C．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值D．實驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度大致保持不變12．有一合金制成的圓柱體。為測量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測量圓柱體兩端的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標卡尺測量該圓柱體的長度，螺旋測微器和游標卡尺的示數(shù)如圖甲和乙所示。流經(jīng)圓柱體的電流為，圓柱體兩端的電壓為，圓柱體的直徑和長度分別用D、表示，則（）三、實驗題13．某同學(xué)采用如圖（a）所示的電路來探究鎳銅絲的電阻與長度的關(guān)系。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線完成余下一條導(dǎo)線的連接；______；（2）調(diào)節(jié)線夾P的位置，閉合開關(guān)，讀出MP的長度為x時電壓表和電流表的示數(shù)，算出對應(yīng)的電阻R，利用多組數(shù)據(jù)繪出如圖（b）所示的Rx圖像，該圖線的斜率k=______。（3）利用螺旋測微器測量鎳銅絲的直徑d如圖（c），其讀數(shù)為______；（4）該鎳銅絲的電阻率ρ可用π、k、d表示為：ρ=______；代入數(shù)據(jù)，可得ρ=______Ω·m（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。14．某物理實驗興趣