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1、第31讲实验六：决定导线电阻的因素考情剖析考查内容考名腰求考查年份考查详情能力要求实验、探究：决定导线电阻的因素14年T10一实验，考查螺旋测微器的读数、测量合金丝的电阻分析综合、实验与探究弱项清单1.游标卡尺无需估读，搞清不同分度的游标尺的精度；螺旋测微器微分套筒刻度必须要估读，主尺读数注意半毫米刻度是否露出；2.测电阻时注意选用电流表的内外接法及滑动变阻器的限流分压式接法.实验储备一、螺旋测微器和游标卡尺的使用1.螺旋测微器(1)构造：如图，S为固定刻度，H为可动刻度.(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，螺旋测微器的精确度为0.01mm(3)读数：测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻
2、度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出.测量值(mm=固定刻度数(mm注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)X0.01(mm.如图所示，固定刻度示数为2.0mm不足半毫米，而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为：2.0mim-15.0X0.01mm=2.150mm2.游标卡尺(如图)(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉.内耨另爪躁固螺钉尺升I主尺W-3-工深度尺则型.疝吗向响ininimi|而|酬|而|砌|山讪|五|0，游标尺(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
3、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1mm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)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可准确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(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刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x+kx精确度)mm二、伏安法测电阻1.电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图-4-OM1fshhk*凡误差原因电流表分
4、压U测=UX+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值C史R测一，一I测R+RR测量值大于真实值UmRRR测一一R适用于测量大电阻小电阻2.两种电路的选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R较小,宜采用电流表外接法；若R较大，宜采用电流表内接法；简单概括为“大内偏大，小外偏小”.(2)比值比较法若冬圣则用电流表外接法.RRARR若同百则用电流表内接法.（3）试触法：如图所示，将电压表分别接在a、c和b、c两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接法，若电压表示数变化较大，则选用外接法.OuII*3-3.滑动变阻器的限流接法和分压接法若采用
5、限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流（或电压），则必须选用分压式电路.若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路.若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路.两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低.4.电阻率的测定原理把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中S,根据电阻定律R =整，得出S
6、的电流，根据R=U十算金属丝的电阻R,然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度1,用螺旋测微器测量金属丝的直径d,计算出金属丝的横截面积一RS兀d2U计算金属丝电阻率的公式p=T=中一.R.技能优化【典型例题1】下图螺旋测微器的读数为mm游标卡尺的读数【典型例题2】在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为mm值接近多次测量的平均值）.（2）用伏安法测金属丝的电阻R.实验所用器材为：电池组（电动势3V,内阻约1）、电流表（内阻约0.1）、电压表（内阻约3kQ）、滑动变阻器R（
7、020额定电流2A）、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：1r凡次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520R是采用下图中的图（选填“甲”或由以上实验数据可知，他们测量“乙”）.（3）如图所示是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏.(4)这个小组的同学在坐标纸上建立JI坐标系，如图所示，图中已标出
8、了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值R =(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为(填选项前的符号).A.1X102mB.1X103QmC.1x106Q-mD.1x108q-m(6)(多选)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准.下列关于误差的说法中正确的选项是.A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【学习
9、建议】伏安法测电阻是电学实验的基础，是高考考查的热点，也是难点.它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等.本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用.在学习过程中要注意：重视实验原理、熟悉实验器材、理解实验方法，要能够把握好电压表、电流表的选择以及实物连线.【典型例题3】用以下器材可测量电阻R的阻值.待测电阻R,阻值约为600Q;电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计；电压表V1,量程为0500mV内阻口=1000电压表V量程为06V内阻2约为10kQ;电流表A,量程为00.6A内阻r3约为1；定值电阻K,R=60;滑动变阻器R,最大阻值为150单刀单掷开关
10、S一个，导线若干.,，1,_,(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的1,并能测量多组数据，请在虚线框中3画出测量电阻R的实验电路图(2)若选择测量数据中的一组来计算R,则由已知量和测量物理量计算R的表达式为R（所有物理量用题中代表符号表示）【典型例题4】用伏安法测定一个待测电阻R的阻值（阻值约为200）,实验室提供如下器材：电池组E:电动势3V,内阻不计；电流表A:量程015mA内阻约为100电流表A量程0300dA,内阻为1000；滑动变阻器R:阻值范围020额定电流2A;电阻箱R,阻值范围09999额定电流1A;开关S、导线若干.要求实验中尽可能准确地测量R的阻值，请回答下列问题：
11、（1）为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表（填写器材代号）与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到，这样可以改装成一个量程为3.0V的电压表.（2）在图中画完整测量R阻值的电路图，并在图中标明器材代号.（3）调节滑动变阻器R,两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是mA电流表A2的示数是A,测得待测电阻R的阻值是.本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因测量值比真实值（选填“偏大”或“偏小”）.趣小组在实验室完成了 “测定金属电阻率”的实验.1.（17年南京模拟）某兴甲乙第1题图（1）正确操作获得金属丝的直径以及电压表的读数如图甲、图乙所示，则它们的读数值依次是d=mmU=V.（2）已知实验中
12、所用的滑动变阻器阻值范围为010，金属丝电阻约2Q,电流表内阻几欧，电压表内阻约几十千欧.电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），其电动势E=4.5V,内阻很小.请在图中方框内画出本次实验的电路图.（3）用此电路测得的金属电阻率与真实值相比.（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）2 .某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻.（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和图（b）所示，长度为cm,直彳全为mm（a）（b）（c）第2题图（2）按图（c）连接电路后，实验操作如下.将滑动变阻器R的阻值置于最处（选填“大”或“小”）；将&拨向
13、接点1,闭合S,调节R,使电流表示数为Io.将电阻箱R2的阻值调至最（选填“大”或“小”），&拨向接点2;保持R不变，调节R,使电流表示数仍为I。，此时R阻值为1280Q.由此可知，圆柱体的电阻为Q.3 .下图是测量电阻R的原理图，学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6A（内阻不计），标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm30 M25.020.03 5.0JOO5,00L/cm0.10 (.2O 0.3C第3题图(1)根据原理图连接图乙的实物图.(2)断开 合上 S;调节电源输出电压为3.0 V时，单位长度电阻丝的电压V/cm记录此时电流表A的示数.(3)保持S闭合，合上&;滑动c
14、点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压，使电流表A的示数与步骤(2)记录的值相同，记录长度L和A的示数I.测量6组L和I值，测量数据已在图(c)中标出，写出RX与L、I、u的关系式R=;根据图丙用作图法算出RQ.(计算结果保留一位有效数字)第31讲实验六：决定导线电阻的因素技能优化典型例题16.5766.5791.340典型例题2（1）0.398（0.3950.399均可）（2）甲（3）如图所示（4）如图所示4.5（4.34.7均可）（5）C（6）CD【解析】（1）螺旋测微器的读数为0mm+39.8X0.01mm=0.398mm.（2）通过给定的数据发现电压接近从0开始，故滑动变阻器采用的是分压式接法.（3）对滑动变阻器的分压式接法，连线时应使测量电路在开始时分到的电压为0.（4）图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点均匀分
