4．(2013·安徽高考)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图7－3－10所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.

图7－3－10

(2)为了精确测量合金丝的电阻R_x，设计出如图7－3－11甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图7－3－11乙中的实物电路连接．

甲　　　　乙　　

图7－3－11

[解析]　(1)按照螺旋测微器的读数原则得，校零时的读数为0.007 mm，合金丝的直径为0.656 mm－0.007 mm＝0.649 mm(在0.647 mm～0.651 mm都算正确)．

(2)连线如图所示．

[答案]　(1)0.007　0.649(在0.647 mm～0.651 mm都算正确)　(2)见解析

3．(2014·广东汕头质检)在“测定金属的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地完成实验：

①除电源(电动势为4 V，内阻很小)、电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)，待测电阻丝(约3 Ω)、导线、开关外，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(选填下列器材的字母符号)．

A．电流表A₁(量程600 mA，内阻约1 Ω)

电流表A₂(量程3 A，内阻约0.02 Ω)

B．滑动变阻器R₁(总阻值10 Ω)

滑动变阻器R₂(总阻值100 Ω)

②若用如图7－3－9所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的________点相连(选填“a”或“b”)．若某次测量中，金属丝的长度为L，直径为D，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量(D、L、U、I)写出电阻率ρ的计算式：ρ＝________.

图7－3－9

[解析]　①为了读数精确，操作方便，电流表应选A₁，滑动变阻器应选R₁

②由于待测电阻很小，故电压表左端应接b点．使电流表外接．

由R＝U/I，R＝ρL/S，S＝πD²/4，联立解得ρ＝.

[答案]　①A₁、R₁　②b　

B组　高考题组

2．某同学做“测定金属电阻率”的实验．

(1)需要通过实验直接测量的物理量有：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(写出名称和符号)．

(2)这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图7－3－8所示．由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为________Ω.

图7－3－8

[解析]　(1)由R＝ρ、R＝得ρ＝.需要直接测量的物理量有U、I、l、d.

(2)电压表读数是2.40 V，电流表读数是0.46 A，电阻R＝＝ Ω≈5.22 Ω.

[答案]　(1)加在金属丝两端的电压U，通过金属丝的电流I，金属丝的长度l，金属丝的直径d　(2)5.22

1．(2013·洛阳一中质检)在“测金属的电阻率”的实验中，分别用游标卡尺和螺旋测微器测出，用金属材料制成的一段圆柱体的长度和横截面的直径，如图7－3－7所示．则该圆柱体的长度为____________ mm，横截面的直径为__________mm.

图7－3－7

[解析]　根据游标卡尺读数规则，该圆柱体的长度为49 mm＋3×0.05 mm＝49.15 mm，根据螺旋测微器读数规则，圆柱体横截面的直径为4.5 mm＋20.2×0.01 mm＝4.702 mm.

[答案]　49.15　4.702

5．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端．

实验仪器的读数和实验原理

　(2012·山东高考)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：

待测金属丝：R_x(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；

电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；

电流表：A₁(量程0.6 A，内阻约0.2　 Ω)；

A₂(量程3 A，内阻约0.05　 Ω)；

电源：E₁(电动势3 V，内阻不计)；

E₂(电动势12 V，内阻不计)；

滑动变阻器：R(最大阻值约20　 Ω)；

螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图7－3－5所示，读数为________mm.

图7－3－5

(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．

[解析]　(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm＋27.3×0.01 mm＝1.773 mm.

(2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，则电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测电阻丝的额定电流为0.5 A，所以电流表选A₁，电源选E₁即可．电路原理如图所示．

[答案]　(1)1.773(1.771～1.775均正确)　(2)A₁　E₁

电路图见解析

电学仪器的选择和电路的设计

(1)选择电流表时，既要考虑量程，又要考虑测量结果的准确性．

(2)测量R_x时，要判断是采用电流表“外接法”还是“内接法”，本题中R_x较小，故采用“外接法”．

(3)滑动变阻器的接法有“限流”和“分压”两种方式，本题要采用限流方式.

实验数据的分析与处理

　(2013·广东高考)图7－3－6(a)是测量电阻R_x的原理图．学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.

(a)

(b)

(c)

图7－3－6

(1)根据原理图连接图(b)的实物图．

(2)断开S₂，合上S₁；调节电源输出电压为3.0 V时，单位长度电阻丝的电压u＝________V/cm.记录此时电流表A₁的示数．

(3)保持S₁闭合，合上S₂；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A₁的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L和A₂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R_x与L、I、u的关系式R_x＝________；根据图(c)用作图法算出R_x＝________Ω.

[解析]　(1)根据原理图，实物连接如图(a)所示．

(a)

(2)由于电阻丝均匀，故单位长度电阻丝的电压u＝V/cm＝0.1 V/cm.

(3)调节电源输出电压，使电流表A₁的示数与步骤②记录的值相同，即通过电阻丝ac段的电流恒定，则R_x两端的电压与电阻丝的长度成正比，即U＝uL，根据欧姆定律得R_x的表达式R_x＝＝.

L­I图象如图(b)所示．根据L＝I知图象的斜率k＝.由图象知，斜率为k＝60 cm/A，故R_x＝ku＝6 Ω.

(b)

[答案]　(1)如图(a)所示　(2)0.1　(3)　6

(1)解答此题要明确伏安法测电阻的基本原理．电路的创新设计应依据基本原理进行分析．

(2)连结实物图要依据电路图，按一定的顺序进行连结．

(3)应用图象分析实验数据，要弄清图象斜率的物理意义．

A组　双基题组

4．电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长．

3．开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大．

2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法．

1．测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行．

4．电流表的内接法和外接法的比较

	内接法	外接法
电路图
误差 原因	电流表分压 U测＝Ux＋UA	电压表分流 I测＝Ix＋IV
电阻测 量值	R测＝＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值	R测＝＝<Rx 测量值小于真实值
适用 条件	RA≪Rx	RV≫Rx
适用于测量	大阻值电阻	小阻值电阻

实验器材

被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干．

注意事项