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(共67张PPT)
第2课时　实验2　金属丝电阻率的测量
2．电流表两种接法
(1)电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”．
(2)电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”．

4．滑动变阻器的两种接法
(1)限流接法
优点：电路结构简单、操作方便、耗能少．
缺点：电压或电流不能从0调节、调节范围小．
(2)分压接法
优点：电压或电流能从0调节，调节范围大．
缺点：电路结构复杂、操作不方便、耗能多．
5．两种接法的选择
(1)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式．
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况
①要求电压表能从零开始读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大．
②当待测电阻Rx R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)．
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流．
(3)当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器；当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器．
例1(多选)如图所示，用伏安法测电阻时(　　)
A．采用图甲所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值
B．采用图甲所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值
C．采用图乙所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值
D．采用图乙所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值
答案：AD
解析：题图甲所示测量电路因电压表分流，使电阻测量值小于真实值，题图乙所示测量电路因电流表分压，使电阻测量值大于真实值，选项A、D正确．
例2金属丝电阻约为25 Ω，电流表电阻约0.1 Ω，电压表电阻约3 kΩ.要求金属丝两端电压从0开始，能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路图应为(　　)
答案：A
题后反思
伏安法测电阻的四种电路
注意：由于电阻丝的电阻较小，做实验时，电流表选择外接法．当不要求电压从0开始调节，可选择耗能较低的限流法．
练1　某同学用实验测定某种材料的电阻率，现有一个用该材料制成的圆柱体，他先用游标卡尺测量圆柱体的直径d，读数如图甲所示，该圆柱体直径d＝___mm.之后将圆柱体按乙图接入电路，电流表示数为0.42 A，电压表示数为2.20 V，则金属圆柱体的电阻测量值为____Ω(结果保留三位有效数字)．用这一电路测出的电阻值比真实值偏___ (选填“大”或“小”)．
3.7
5.24
小
练2　用伏安法测量一定值电阻的实验，所用的器材及规格如下：
待测电阻Rx(约6 Ω)；
直流电流表(量程0～0.6 A，内阻约2 Ω)；
直流电压表(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)；
直流电源(输出电压3 V，内阻可不计)；
滑动变阻器(0～15 Ω，允许最大电流1 A)；
开关一只，导线若干．
(1)闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的____端(选填“左”或右)．
(2)如图所示，若考虑电表内阻的影响，用两表示数算出R测，则___．
A．R测比R的真实值大
B．R测比R的真实值小
C．引起误差的原因是电流表分压
D．引起误差的原因是电压表分流
右
BD
解析：(1)闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的右端，使电阻两端电压为0.
(2)电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得R测比R的真实值小．
2．物理量的测量
(1)电阻的测量：
①测量思路：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R；
②测量方法：伏安法．
(2)电阻丝有效长度的测量：
①测量工具：毫米刻度尺(电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺)；分度值1 mm，可估读到0.1 mm；
②测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值．

例3 (2024·山东卷)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量．实验器材如下：
学生电源(输出电压0～16 V)；
滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)；
电压表V(量程3 V，内阻未知)；
电流表A(量程3 A，内阻未知)；
待测铅笔芯R(X型号、Y型号)；
游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干．
回答以下问题：
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为______mm.
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1，2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到___ (选填“1”或“2”)端．
(3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I U图像如图丙所示，求得电阻RY＝_____Ω(保留3位有效数字)；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω.
2.450
1
1.91
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率_____ (选填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率．
大于
练3　某实验小组发现一卷如图甲所示的金属线，为了测定金属线的电阻率．
(1)他们从金属线中抽取一根细金属丝，截取其中的一部分，拉直后用游标卡尺测金属丝的长度，如图乙所示，则金属丝长L＝________ cm.用螺旋测微器测金属丝的直径，如图丙所示，则金属丝的直径d＝____________________ mm.
10.750
3.205(3.204～3.206均可)
(2)现要进一步测量其阻值Rx(Rx约为10 Ω)，实验室提供了下列可选用的器材：
电流表A(量程0.3 A，内阻约0.5 Ω)；
电压表V(量程3.0 V，内阻约3 kΩ)；
滑动变阻器R；
电源E(电动势3 V，内阻可忽略)；
电键、导线若干．
为了尽可能提高测量准确度，且要求电表的示数从零开始．根据你所设计的实验电路，用笔画线代替导线补充连接实物图．
(3)某次实验中电压表、电流表的示数分别为U、I，则电阻率ρ＝________．(用所测物理量的符号表示)

解析：(1)金属丝长L＝107 mm＋10×0.05 mm＝107.50 mm＝10.750 cm.金属丝的直径为d＝3 mm＋20.5×0.01 mm＝3.205 mm(3.204～3.206均可)．
(2)电压表内阻远大于待测阻值，故电流表应采用外接法，实验要求电表的示数从零开始，滑动变阻器要求采用分压式接法，故电路图如图所示．

1.某待测电阻约100 Ω左右，电压表内阻为3 000 Ω，电流表内阻为0.2 Ω，采用伏安法测电阻时，应选择电流表何种接法，测量误差较小，测量值比真实值相比如何(　　)
A．内接法，比真实值偏大
B．外接法，比真实值偏大
C．内接法，比真实值偏小
D．外接法，比真实值偏小
答案：A
2．在“用伏安法测电阻”的实验中，测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值，考虑到实际电表内阻对测量的影响，两种连接方式都存在系统误差．下列判断正确的是(　　)
A．若采用甲图，误差是由电压表分流引起的
B．若采用甲图，误差是由电流表分压引起的
C．若采用乙图，电阻的测量值大于真实值
D．若采用甲图，电阻的测量值小于真实值
答案：B
解析：若采用甲图，电压表测量的是待测电阻和电流表串联后两端的电压，误差是由电流表分压引起的，故A错误，B正确；若采用乙图，电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流和，电流的测量值大于真实值，根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值，故C错误；若采用甲图，电压的测量值偏大，根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值，故D错误．
3．在测量某种合金丝电阻率的实验中：
(1)用螺旋测微器测合金丝的直径d如图甲所示，读数为______mm；如图乙所示合金丝长度为L，读数为_____cm；
0.650
4.240
(2)图丙是测量合金丝阻值的原理图，闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35 V，I1＝0.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92 V，I2＝0.32 A．根据以上测量数据判断，当S2处于位置___ (选填“a”或“b”)时，测量更加准确．选择正确的电路进行测量后，得到该合金丝的电阻率为ρ＝______．(请用题目所给的字母d、L、U1、I1、U2、I2表示)
b

4．某小组测某种圆柱形材料的电阻率，做了如下实验．
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示．由图得圆柱体的直径为___________________mm，长度为______cm.
1.742(1.741～1.744均可)
5.240
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻R(阻值约为190 kΩ)，可选用的器材如下：
A．电流表A1(量程4 mA，内阻约50 Ω)B．电流表A2(量程20 μA，内阻约1.5 kΩ)C．电压表V1(量程3 V，内阻约10 kΩ)D．电压表V2(量程15 V，内阻约25 kΩ)E．电源E(电动势4 V，有一定内阻)F．滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)G．开关S，导线若干
为使实验误差较小，要求电压可以从零开始调节，电流表选择___，电压表选择___．(以上两空均选填仪器前面的序号)
B
C
(3)请用笔画线表示导线，在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接．
(4)实验过程中，实验小组移动滑动变阻器的滑片，并记录两电表的多组测量数据，在坐标纸上描点、连线作出如图丁所示的U I图像，则实验测得圆柱材料的电阻率ρ＝_________________Ω·m(计算结果保留3位有效数字)．
8.77(8.74～8.79均可)
(3)由于电压从零开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，由于待测电阻阻值较大，采用电流表内接法，电路连接图如图所示．

1．(8分)某同学采用如图所示电路测量定值电阻的阻值，实验器材如下：
电压表V1(量程0～3 V，内阻r1＝3.0 kΩ)
电压表V2(量程0～5 V，内阻r2约为5.0 kΩ)
滑动变阻器R
待测定值电阻Rx
电源E(电动势6.0 V，内阻不计)
开关和导线若干
回答下列问题：
(1)闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于________(选填“左端”“中间”或“右端”)．
(2)在此电路图中，A为电压表____ (选填“V1”或“V2”)．
(3)调节滑动变阻器，两电压表V1、V2读数分别为U1、U2，根据实验电路图，可得Rx＝________(用U1、U2和r1表示)．
(4)若电压表V1实际电阻小于3.0 kΩ，则Rx的测量值与真实值相比______ (选填“偏大”“偏小”或“相等”)．
左端
V1
偏大
2．(10分)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示(已知电流表选0.6 A量程，电压表选3 V量程)，则它们的读数值依次是_______________________ mm、____ A、_____V.
0.527(0.526～0.528均正确)
0.42
2.25
(2)已知实验中所用的电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 kΩ，则本实验电路应当采用图丁中的____ (选填“A”或“B”)，用此电路测量的金属丝电阻比真实值偏____ (选填“大”或“小”)．
(3)若测得电流为I、电压为U，金属丝的长度为L，直径为d，则该金属丝的电阻率ρ＝________(用题中字母代号表示)．
A
小

3．(8分)实验小组测量由某种新材料制成的电热丝的电阻率ρ，步骤如下：
(1)用螺旋测微器测量电热丝的直径，其中某次测量结果如图甲所示，则电热丝的直径d＝___________________ mm.
(2)用毫米刻度尺测得电热丝的长度L.
0.870(0.869～0.871均可)
(3)用多用电表欧姆挡测得电热丝的电阻约为100 Ω，实验中所用直流电源电动势约为4 V、内阻可忽略，电流表A的量程为30 mA、内阻约为30 Ω，电压表V的量程为3 V、内阻约为10 kΩ，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～20 Ω，则实验电路应采用图中的___．(Rx代表电热丝)
B
(4)选择合适电路，进行正确操作，测得电流表示数为I，电压表示数为U，则电热丝的电阻率ρ＝________．(用d、L、I、U表示)

4.(8分)(2024·江西卷) 某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下．为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计．
(1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d＝0.07 m和高h＝0.03 m.
(2)现有实验器材：电流表(量程300 μA，内阻RA＝2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V，内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线．请在图(a)中画线完成电路实物连接．
(3)连接好电路，测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx.将水温升到65 ℃，重复测量．绘出26 ℃ 和65 ℃水的Rx l图，分别如图(b)中甲、乙所示．
(4)若Rx l图线的斜率为k，则水的电阻率表达式ρ＝____ (用k、d、h表示)．实验结果表明，温度____ (填“高”或“低”)的水更容易导电．
(5)测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置．为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10－3 m的水管．若人体的安全电流为1.0×10－3 A，热水器出水温度最高为65 ℃，忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端)，则该水管的长度至少应设计为_____m．(保留两位有效数字)
kdh
高
0.46
解析：(2)电源电动势为3 V，故电压表量程选择3 V；由于电流表的内阻已知，故采用电流表内接时，可以消除系统误差，故电流表采用内接法，实物图如下．第2课时　实验2　金属丝电阻率的测量
探究点一　“伏 安法”测电阻
1．伏安法测电阻原理
欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R＝可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻的阻值．
2．电流表两种接法
(1)电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”．
(2)电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”．
3．电流表内、外接的选择方法
(1)直接比较法：当Rx RA时，采用内接法，当Rx RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”．
(2)公式计算法
当<即Rx＞时，用电流表内接法，
当>即Rx＜ 时，用电流表外接法．
(3)试探法
①若电压表示数有明显变化，即<用外接；
②若电流表示数有明显变化，即<用内接．
4．滑动变阻器的两种接法
(1)限流接法
优点：电路结构简单、操作方便、耗能少．
缺点：电压或电流不能从0调节、调节范围小．
(2)分压接法
优点：电压或电流能从0调节，调节范围大．
缺点：电路结构复杂、操作不方便、耗能多．
5．两种接法的选择
(1)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式．
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况
①要求电压表能从零开始读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大．
②当待测电阻Rx R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)．
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流．
(3)当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器；当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器．
例1(多选)如图所示，用伏安法测电阻时(　　)
A．采用图甲所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值
B．采用图甲所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值
C．采用图乙所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值
D．采用图乙所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2金属丝电阻约为25 Ω，电流表电阻约0.1 Ω，电压表电阻约3 kΩ.要求金属丝两端电压从0开始，能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路图应为(　　)
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题后反思
伏安法测电阻的四种电路
注意：由于电阻丝的电阻较小，做实验时，电流表选择外接法．当不要求电压从0开始调节，可选择耗能较低的限流法．
练1　某同学用实验测定某种材料的电阻率，现有一个用该材料制成的圆柱体，他先用游标卡尺测量圆柱体的直径d，读数如图甲所示，该圆柱体直径d＝________ mm.之后将圆柱体按乙图接入电路，电流表示数为0.42 A，电压表示数为2.20 V，则金属圆柱体的电阻测量值为________Ω(结果保留三位有效数字)．用这一电路测出的电阻值比真实值偏________(选填“大”或“小”)．
练2　用伏安法测量一定值电阻的实验，所用的器材及规格如下：
待测电阻Rx(约6 Ω)；
直流电流表(量程0～0.6 A，内阻约2 Ω)；
直流电压表(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)；
直流电源(输出电压3 V，内阻可不计)；
滑动变阻器(0～15 Ω，允许最大电流1 A)；
开关一只，导线若干．
(1)闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的________端(选填“左”或右)．
(2)如图所示，若考虑电表内阻的影响，用两表示数算出R测，则__________．
A．R测比R的真实值大
B．R测比R的真实值小
C．引起误差的原因是电流表分压
D．引起误差的原因是电压表分流
探究点二　金属丝电阻率的测量
1．实验思路：取一段金属电阻丝连接到实验电路中，只要测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即 ρ＝＝.
2．物理量的测量
(1)电阻的测量：
①测量思路：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R；
②测量方法：伏安法．
(2)电阻丝有效长度的测量：
①测量工具：毫米刻度尺(电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺)；分度值1 mm，可估读到0.1 mm；
②测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值．
(3)电阻丝直径的测量：
①测量思路：测量金属丝的直径d，间接得出金属丝的横截面积；
②测量方法：
法1.选刻度尺，利用累积法测直径．
金属丝直径d＝；横截面积S＝.
法2.选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值．
3．数据分析
将三个测量值代入 ρ＝＝，计算得出金属丝的电阻率．
例3 (2024·山东卷)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量．实验器材如下：
学生电源(输出电压0～16 V)；
滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)；
电压表V(量程3 V，内阻未知)；
电流表A(量程3 A，内阻未知)；
待测铅笔芯R(X型号、Y型号)；
游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干．
回答以下问题：
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为________ mm.
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1，2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(选填“1”或“2”)端．
(3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I U图像如图丙所示，求得电阻RY＝________ Ω(保留3位有效数字)；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω.
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率________(选填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率．
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
练3　某实验小组发现一卷如图甲所示的金属线，为了测定金属线的电阻率．
(1)他们从金属线中抽取一根细金属丝，截取其中的一部分，拉直后用游标卡尺测金属丝的长度，如图乙所示，则金属丝长L＝________ cm.用螺旋测微器测金属丝的直径，如图丙所示，则金属丝的直径d＝________ mm.
(2)现要进一步测量其阻值Rx(Rx约为10 Ω)，实验室提供了下列可选用的器材：
电流表A(量程0.3 A，内阻约0.5 Ω)；
电压表V(量程3.0 V，内阻约3 kΩ)；
滑动变阻器R；
电源E(电动势3 V，内阻可忽略)；
电键、导线若干．
为了尽可能提高测量准确度，且要求电表的示数从零开始．根据你所设计的实验电路，用笔画线代替导线补充连接实物图．
(3)某次实验中电压表、电流表的示数分别为U、I，则电阻率ρ＝________．(用所测物理量的符号表示)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.某待测电阻约100 Ω左右，电压表内阻为3 000 Ω，电流表内阻为0.2 Ω，采用伏安法测电阻时，应选择电流表何种接法，测量误差较小，测量值比真实值相比如何(　　)
A．内接法，比真实值偏大
B．外接法，比真实值偏大
C．内接法，比真实值偏小
D．外接法，比真实值偏小
2．在“用伏安法测电阻”的实验中，测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值，考虑到实际电表内阻对测量的影响，两种连接方式都存在系统误差．下列判断正确的是(　　)
A．若采用甲图，误差是由电压表分流引起的
B．若采用甲图，误差是由电流表分压引起的
C．若采用乙图，电阻的测量值大于真实值
D．若采用甲图，电阻的测量值小于真实值
3．在测量某种合金丝电阻率的实验中：
(1)用螺旋测微器测合金丝的直径d如图甲所示，读数为__________mm；如图乙所示合金丝长度为L，读数为__________ cm；
(2)图丙是测量合金丝阻值的原理图，闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35 V，I1＝0.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92 V，I2＝0.32 A．根据以上测量数据判断，当S2处于位置__________(选填“a”或“b”)时，测量更加准确．选择正确的电路进行测量后，得到该合金丝的电阻率为ρ＝__________．(请用题目所给的字母d、L、U1、I1、U2、I2表示)
4．某小组测某种圆柱形材料的电阻率，做了如下实验．
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示．由图得圆柱体的直径为__________ mm，长度为__________cm.
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻R(阻值约为190 kΩ)，可选用的器材如下：
A．电流表A1(量程4 mA，内阻约50 Ω)
B．电流表A2(量程20 μA，内阻约1.5 kΩ)
C．电压表V1(量程3 V，内阻约10 kΩ)
D．电压表V2(量程15 V，内阻约25 kΩ)
E．电源E(电动势4 V，有一定内阻)
F．滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)
G．开关S，导线若干
为使实验误差较小，要求电压可以从零开始调节，电流表选择__________，电压表选择____________．(以上两空均选填仪器前面的序号)
(3)请用笔画线表示导线，在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接．
(4)实验过程中，实验小组移动滑动变阻器的滑片，并记录两电表的多组测量数据，在坐标纸上描点、连线作出如图丁所示的U I图像，则实验测得圆柱材料的电阻率ρ＝____________Ω·m(计算结果保留3位有效数字)．
第2课时　实验2　金属丝电阻率的测量
导学　掌握必备知识　强化关键能力
探究点一
[例1]　解析：题图甲所示测量电路因电压表分流，使电阻测量值小于真实值，题图乙所示测量电路因电流表分压，使电阻测量值大于真实值，选项A、D正确．
答案：AD
[例2]　解析：依题意，要求金属丝两端电压从0开始，则滑动变阻器需要采用分压式接入电路，根据R>，可知测量电路采用电流表内接法，A正确．
答案：A
练1　解析：10分度游标卡尺的精确值为0.1 mm，由图可知圆柱体的直径为d＝3 mm＋7×0.1 mm＝3.7 mm.
电流表示数为0.42 A，电压表示数为2.20 V，则金属圆柱体的电阻测量值为R＝ V≈5.24 V.
由图乙可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流使得电流表的示数大于待测电阻的真实电流，则测出的电阻值比真实值偏小．
答案：3.7　5.24　小
练2　解析：(1)闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的右端，使电阻两端电压为0.
(2)电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得R测比R的真实值小．
答案：(1)右　(2)BD
探究点二
[例3]　解析：(1)根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为d＝2 mm＋0.01×45.0 mm＝2.450 mm.
(2)由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端．
(3)根据图丙的I U图像，结合欧姆定律有RY＝＝1.91 Ω.
(4)根据电阻定律R＝ρ，可得ρ＝，两种材料的横截面积近似相等，分别代入数据可知ρX>ρY.
答案：(1)2.450　(2)1　(3)1.91　(4)大于
练3　解析：(1)金属丝长L＝107 mm＋10×0.05 mm＝107.50 mm＝10.750 cm.
金属丝的直径为d＝3 mm＋20.5×0.01 mm＝3.205 mm(3.204～3.206均可)．
(2)电压表内阻远大于待测阻值，故电流表应采用外接法，实验要求电表的示数从零开始，滑动变阻器要求采用分压式接法，故电路图如图所示．
(3)待测电阻的阻值为R＝，
根据电阻定律有R＝ρ，
解得电阻率为ρ＝.
答案：(1)10.750　3.205(3.204～3.206均可)　(2)图见解析　(3)
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1．解析：内外接法的选择依据是比较相对误差的大小，将待测电阻的阻值与电流表、电压表的阻值相比较得＝500，由于<，即电流表分压产生的误差远小于电压表分流产生的误差，故采用内接法．采用内接法测量时得到的电流是准确的，电压是偏大的，所以测得的电阻值偏大．A正确．
答案：A
2．解析：若采用甲图，电压表测量的是待测电阻和电流表串联后两端的电压，误差是由电流表分压引起的，故A错误，B正确；若采用乙图，电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流和，电流的测量值大于真实值，根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值，故C错误；若采用甲图，电压的测量值偏大，根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值，故D错误．
答案：B
3．解析：(1)螺旋测微器的精确值为0.01 mm，图甲所示螺旋测微器读数为d＝0.5 mm＋15.0×0.01 mm＝0.650 mm.
20分度游标卡尺精确值为0.05 mm，由题图乙可知合金丝长度为L＝42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm.
(2)根据≈0.32，≈0.067，
可知电流表内阻较大分压明显，应该采用外接法，即接b接线柱．
由电阻率的表达式可知ρ＝，
其中S＝，
得该合金丝的电阻率ρ＝.
答案：(1)0.650　4.240　(2)b　
4．解析：(1)螺旋测微器读数时需要估读，由图甲可知D＝1.5 mm＋24.2×0.01 mm＝1.742 mm.
游标卡尺不估读，由图乙可知l＝52 mm＋8×0.05 mm＝52.40 mm＝5.240 cm.
(2)由于电源电动势为4 V，为了准确，电压表应选量程为3 V的电压表C；而流过待测电阻的电流最大值Im＝ A≈15×10-6 A＝15 μA，
因此电流表选用量程为20 μA的B.
(3)由于电压从零开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，由于待测电阻阻值较大，采用电流表内接法，电路连接图如图所示．
(4)根据图像可得电阻值为R＝＝193 kΩ，
根据R＝ρ，
可得ρ＝Ω·m≈8.77 Ω·m.
答案：(1)1.742(1.741～1.744均可)　5.240　(2)B　C
(3)图见解析　(4)8.77(8.74～8.79均可)
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