专题八第2讲 伏安法测电阻

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1、第 2 讲 伏安法测电 阻 四、游标卡尺 1构造：如图实14所示，主尺、游标尺(主尺和游标 尺上各有一个内外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺， 尺身上还有一个紧固螺钉 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 制成常见的 游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、 20个的、 50个的，见下表： 刻度格数 (分度) 刻度总长总长 度的差值值 精确度(可 准确到) 109mm0.1mm0.1mm 2019mm0.05mm0.05mm 5049mm0.02mm0.02mm 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

2、刻线对齐的游标的格数， 则记录结果表达为(xK精确度) mm. 用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02mm)测定某圆柱的 直径时，卡尺上的示数如图实19所示，可读出圆柱的直径 为_42.12_mm. (1)螺旋测微器的构造：如图 826 所示是常用的螺旋测 微器它的测砧 A 和 B 固定在 U 形框架 F 上旋钮 K、微调旋钮 K和可动刻度 H、测微螺杆 P 连在一起，通过精密螺纹套在 S 上. 图 826 五螺旋测微器的构造原理及读数 密螺纹的螺距为 0.5 mm，即旋钮 K 每旋转一周，P 前进或后退 0.5 mm，可动刻度 H 上的刻度为 50 等份，每转动一小格，P 前进或 后

3、退 0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.读数时误差出 现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺 (3)读数：测量时被测物体长度的整数(或半整数)毫米数由 固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出 测量值(毫米)固定刻度数(毫米)可动刻度数(估读一 位)0.01(毫米) (2)螺旋测微器的原理：测微螺杆 P 与固定刻度 B 之间的精 mm，没露出则为mm.表示固定刻度水平线下面的刻度 数 可动刻度要估读，小数点后应保留三位有效数字 固定刻度读数：半刻度线露出则固定刻度数应为.5 九、注意事项 1螺旋测微器的使用 (1)测量前须校对零点：先使测砧A与测微螺杆P并拢，观 察可动

4、刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合， 以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合， 不重合时，用存放在螺旋测微器盒中的工具调节，直 到完全重合为止 (2)测量时，当测微螺杆P将要接触被测物体时，要停上使用 旋纽K，改用微调旋纽K，以避免P和被测物体间产生过大的 压力这样，既可以保护仪器，又能保证测量结果准确当 听到“咔、咔”声后，停止转动，即可读数 (3)螺旋测微器应估读一位，即以mm作单位，应读到小数点 后面第三位 用螺旋测微器测圆柱 体的直径时，示数如图实18所 示，此示数为_mm. 答案 8.116 【例 2】(2010 年安徽卷)在测定金属的电阻率实验中，用 螺旋测微器测量金属

5、丝的直径，示数如图 8213 所示，读数 为_mm. 热热点2 螺旋测测微器的原理与读读数 图 8213 解析：0.5 mm11.70.01 mm0.617 mm. 2(2010 年肇庆二模)用螺旋测微器测定一金属丝的直径如 图 8214 所示，该金属丝的直径是_mm. 图 8314 解析：0.5 mm48.00.01 mm0.980 mm. 答案：0.980 考点 2伏安法测电 阻 1伏安法测电阻的两种电路接法 2.两种控制电路 (1)两种控制电路比较 (2)两种控制电路的选择 下列三种情况必须选用分压式接法 a要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续 调节时(如测定导体的伏安特性、

6、校对改装后的电表等电路)； b当用电器的电阻 RL 远大于滑动变阻器的最大值 R0，且实 验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时；(因为若 用限流法，RL 两端电压变化不明显) c若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍 超过 RL 的额定值时，只能采用分压接法 下列情况可选用限流式接法 a测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只 是小范围内测量，且 RL 与 R0 接近或 RL 略小于 R0，采用限流 式接法； b没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均 可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法 电流表 A1 (量程 00.6 A，内阻 0.2 )

7、； 电流表 A2(量程 03 A，内阻 0.05 )； 电压表 V1(量程 03 V，内阻 3 k)； 电压表 V2(量程 015 V，内阻 15 k)； 滑动变阻器 R0(050)，蓄电池(电动势为 6 V)、开关、 导线 为 了 较 准 确 测 量 Rx 阻 值 ， 电 压 表 、 电 流 表 应 选 _，并在下面画出实验电路图 3用伏安法测量某一电阻 Rx 的阻值，现有实验器材如下： 待测电阻 Rx(阻值约 5，额定功率为 1 W)； 图28 A电流表 A1(量程 300 mA，内阻约 1 ) B电流表 A2(量程 0.6 A，内阻约 0.3 ) C电压表 V1(量程 3.0 V，内阻约

8、 3 k) D电压表 V2(量程 5.0 V，内阻约 5 k) E滑动变阻器 R1(最大阻值为 50 ) F滑动变阻器 R2(最大阻值为 500 ) G电源 E(电动势 4 V，内阻可忽略) H开关、导线若干 4某电阻额定电压为 3 V(阻值大约为 10 )为测量其 阻值，实验室提供了下列可选用的器材： 动变阻器_ (2)应采用的电路图为下列图中的_ (1)为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(只需填 器材前面的字母即可)：电流表_电压表_滑 答案：(1)A C E (2)B 解析：额定电压为 3 V(阻值大约为 10 )，由I ， 电流约为 300 mA，电流表选A.额定电压为 3 V，

9、所以电压 表选择 C.电源的电动势 (4 V)略大于额定电压 ，所以采用分 压接法，使电压调节 范围大，易判断Rx ，用外接法 ，所以电路选B，滑动变 阻器要选电 阻小的E，调节电压 更 容易 2步骤 (1)测出金属导线的长度 l 和它的直径 d，计算出导线的横 截面积 S d 4 2 ； (2)用伏安法测出金属导线的电阻 ； (3)由电阻定律算出金属导线的电阻率 3注意事项 (1)用伏安法测电阻时，由于被测电阻丝的电阻较小，所以 考点 3测测定金属的电电阻率 1实验原理： RS .(同时练习使用螺旋测微器) l 选用电流表外接法；本实验不要求电压调节范围，可选用限流 电路 (2)测量被测金属

10、导线的有效长度，是指测量待测导线接入 电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线 的长度，测量时应将导线拉直 (3)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度 I 不宜 过大(电流表用 00.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免金属 导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大 6在“测金属丝的电阻率”的实验中，需测量的量为金属 丝的长度 l，直径 d，电阻 Rx. (用上述各字母表(1)金属丝电阻率的表达式为 示) (2)实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微 器的示数如图 827 所示，则金属丝的长度 lcm， 金属丝的直径 d 0.7970.799 图 8

11、27 (3)用电流表和电压表测金属丝的电阻时，不论使用电流表 内接法还是外接法，都会产生系统误差按如图 828 所示 的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差利 用该电路进行实验的主要操作过程是： mm. 36.47-36.50 图 828 第一步：将 R2 的滑头调到最左端，S2 向 1 闭合，再闭合 S1， 调节 R1 和 R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过其量 程)，读出此时电压表和电流表的示数 U1、I1. 第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将 S2 向 2 闭 合，读出此时电压表和电流表的示数 U2、I2. 写出由以上记录数据计算 Rx 的表达式：Rx （1

12、）5.01 5.315 （a）大 （b）大 1280 考点 4描绘绘小电电珠(小灯泡)的伏安特性曲线线 1实验原理 电路如图 824 甲所示，因为小电珠(小灯泡)的电阻较 小(10 左右)，所以应该选用安培表外接法 图 824 2用分压接法 小灯泡的电阻会随着电压的升高(灯丝温度随之升高)而增 大，所以 UI 曲线不是直线为了反映这一变化过程，灯泡两 端的电压应该由零逐渐增大到额定电压所以必须选用分压接 法开始时应该使小灯泡两端的电压为零 3IU 曲线 由实验数据作出的 IU 曲线如图 824 乙所示，说明灯 丝的电阻随温度升高而增大(若用 UI 曲线，则曲线的弯曲 方向相反) 4电表量程选择

13、 若选用的是标有“3.8 V0.3 A”的小灯泡，电流表应选 用 00.6 A 量程；电压表开始时应选用 03 V 量程，当电压 调到接近 3 V 时，再改用 015 V 量程 电路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的发光情况是 _若本实验给定电压表(内阻约为 5 k)、电流表 (内阻约为 4 )、滑动变阻器、电源、开关、小灯泡(额定电压 3.8 V)及导线若干，要求小灯泡的电压从零开始增大，实验应 选择图乙中的电路图是_该同学描出的伏安特性曲线 如图丙所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的 增大而_，当给小电灯泡加额定电压 3.8 V 时，其电阻 为_(答案取三位有效数字).

14、5(2010 年湛江二模)某同学在做描绘小电灯泡的伏安特性 曲线实验时，误将电流表和电压表接成如图 825 甲所示的 图 825 答案：(1)不亮 b 逐渐增大(或增大) 11.9 解析：因电压 表内阻很大，通过灯泡的电流太小，所以小 灯泡不亮描绘小灯泡伏安特性曲线需电压 从零开始变化，所 以滑动变 阻器应采用分压接法，电路选b.从图中可知电压 增 大 (3) (9分) 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有 一标有“6 V，1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有： A直流电源6 V(内阻不计) B直流电流表03 A(内阻0.1 以下) C直流电流表0300 mA(内阻约为5 ) D直流电压表010 V(内阻约为15 k) E滑动变阻器10 ，2 A F滑动变阻器1 k，0.5 A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量 .实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用 _(均用序号表示) . 画出实验电路图 .试将图所示未完成连接器 材连成实验电路 （3）C E(各2分共4分) 实验电路如图所示 (3分) . 实物图连线如图所示 (3分) （2）小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特 性图线(要求电压变化从零开始)，并研究小灯泡实际功率及灯丝 温度等问题。 A电流表（0.6A，1） B电压表（3V，1k） C滑动变阻器