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第2课时　实验2　金属丝电阻率的测量
知识点一　伏安法测电阻的两种接法
1.电流表的两种接法
内接法 外接法
电路
误差 分析 电压表示数 UV=UR+UA>UR 电流表示数IA=IR R测=>=R真 电压表示数 UV=UR 电流表示数 IA=IR+IV>IR R测=<=R真
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
口诀 大内偏大 小外偏小
2.选择电流表内、外接的常用方法
(1)直接比较法:适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况。当Rx RA时,采用内接法,当Rx RV时,采用外接法。
(2)比值法
当>,即Rx>时,电压表分流影响大,用电流表内接法;
当<,即Rx<时,电流表分压影响大,用电流表外接法;
当=,即Rx=时,两表影响相同,两种接法均可。
(3)试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法;若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,应选外接法。
例1 在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示。
计算结果由Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的读数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则　　　　(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1　　　　(选填“大于”“等于”或“小于 ”)真实值,测量值Rx2　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
答案　Rx1　大于　小于
解析　Rx约为200 Ω,==10,==0.05,所以采用电流表内接法测量更准确,即用图甲电路测得的Rx1更接近待测电阻的真实值。由于Rx1=,R真=,U>UR,I=IR,则Rx1>R真;由于Rx2=,R真=,I>IR,U=UR,则Rx2训练 如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路,当开关S接a点时,电压表示数为9 V,电流表示数为0.30 A;当开关S接b点时,电压表示数为10 V,电流表示数为0.25 A,则(　　)
A.电压表示数变化相对显著
B.开关S接在b点时,Rx的测量值更准确
C.开关S接在b点时,Rx的测量值小于Rx的真实值
D.开关S接在a点时,Rx的测量值大于Rx的真实值
答案　B
解析　由题意可知,电流表示数变化相对显著,要选择电流表测量准确的电路,即S应接在b点,此时Rx的测量值偏大,而S接在a点时,Rx的测量值偏小,A、C、D错误,B正确。
知识点二　金属丝电阻率的测量
1.设计思路
(1)把金属电阻丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理图如图所示。
(2)用毫米刻度尺测出接入电路的金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积S。
(3)由电阻定律R=ρ,得ρ===,求出电阻率。
2.实验器材
螺旋测微器(或游标卡尺)、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、滑动变阻器。
3.物理量的测量
(1)测直径:用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径,求平均值,并记录。
(2)测长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度,重复测量3次,求平均值并记录。
(3)测电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S。
4.数据处理
(1)金属丝的电阻
①平均值法:可以用每次测量的U、I分别计算出金属丝的电阻,再求平均值作为金属丝的电阻。
②图像法:建立U-I坐标系,将测量的对应U、I值描点作出图像,利用图像斜率来求出金属丝的电阻R。
(2)电阻率的计算
将测得的R、l、d的值,代入电阻率计算公式ρ==中,计算出金属丝的电阻率。
5.误差分析
(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一。
(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使用电阻率的测量值偏小。
(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
(4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。
6.注意事项
(1)为了方便,应在金属丝连入电路前测量导线直径,为了准确,应测量拉直悬空的连入电路的金属丝的有效长度,且各测量三次,取平均值。
(2)测量电路应选用电流表外接法,且测量电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长,因为电阻率随温度而改变。
(3)为准确求出R的平均值,应多测几组U、I数值,然后采用U-I图像法求出电阻。
例2 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)
C.电流表(量程0~1 mA,内阻约30 Ω)
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.05 Ω)
E.电源(1.5 V,额定电流0.5 A)
F.电源(12 V,额定电流2 A)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用　　　　,电流表选用　　　　,电源选用　　　　(均填器材的字母)。
(2)画出测量Rx阻值的实验电路图。
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会　　　　其真实值(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是　　　　
　　　　。
答案　(1)B　C　F　(2)见解析图
(3)大于　电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)
解析　(1)若电源选用E,则通过Rx的最大电流为0.15 mA, 电流表选用C还达不到半偏,故电源应选用F。电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压,故电压表选用B。由此可知电路中的最大电流约为1 mA,故电流表选用C。
(2)因为待测电阻阻值较大,所以电流表应采用内接法,实验电路图如图所示。
(3)因为电流表采用内接法,电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压,U测>U实,而R=,所以R测>R实。
例3 小明同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝Rx的电阻率。提供的器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V(量程6.0 V,内阻约为2 kΩ)、电流表A(量程0.6 A,内阻约1.5 Ω)、滑动变阻器R(最大阻值10 Ω)、学生电源E(电压8 V)、开关S、单刀双掷开关K和导线若干。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测得电阻丝的直径d=　　　　mm。
(2)小明利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路。实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变,将开关K先后与1、2连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将开关K连接　　　　(选填“1”或“2”),按此连接测量,测量结果　　　　(选填“小于”“大于”或“等于”)电阻丝的真实值。
(3)图丙为小明同学利用同一根电阻丝接入电路中的长度l不同时进行实验,记录数据后在坐标纸上绘制的U-I图线,其中图线①、②对应的电阻丝的长度之比=　　　　。
(4)根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为ρ=　　　　(用π、l、d、Rx表示)。
答案　(1)0.770(0.769~0.771)　(2)1　小于　(3)2
(4)
解析　(1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为0.5 mm+27.0×0.01 mm=0.770 mm。
(2)开关K先后与1、2连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,说明电流表分压影响比较大,电压表分流影响不大,则应采用电流表外接,即测量时应将开关K连接1;
采用电流表外接法时,根据Rx=
由于电压表的分流,使得电流值偏大,故Rx的测量值小于真实值。
(3)U-I图线的斜率表示电阻,根据图像可知=2
根据R=ρ知,同一材料粗细相同,电阻率相同,电阻与接入电路的长度成正比可得=2。
(4)根据电阻定律Rx=ρ,S=π
解得ρ=。
1.一根细长均匀的金属管线样品,长约60 cm,电阻大约 6 Ω,截面图如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为　　　　mm。
(2)实验室有如下器材:
A.电流表(量程0.6 A,内阻约0.1 Ω)
B.电流表(量程3 A,内阻约0.03 Ω)
C.电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ)
D.滑动变阻器(1 750 Ω,0.3 A)
E.滑动变阻器(15 Ω,3 A)
F.蓄电池(电压为6 V)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选　　　　,滑动变阻器应选　　　　。(只填代号字母)
(3)将如图丙所示的实物电路补充完整。
丙
(4)金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是　　　　。计算中空部分横截面积的表达式为S=　　　　。
答案　(1)1.125(1.124~1.126均可)
(2)A　E　(3)见解析图
(4)管线长度l　-
解析　(1)螺旋测微器固定刻度示数为1.0 mm,可动刻度示数为12.5×0.01 mm=0.125 mm,故金属管线的外径d=(1.0+0.125) mm=1.125 mm。
(2)由于电压表的量程为3 V,通过金属管线的最大电流Imax== A=0.5 A,所以电流表应选择A;实验时,一般要求电表示数达到量程的之间,所以电路中需要最大电阻Rmax== Ω=15 Ω,则滑动变阻器选E。
(3)由于Rx<= Ω,所以电流表外接,而滑动变阻器的阻值R滑大约是Rx的2倍左右,滑动变阻器起限流作用。电路连线如图。
(4)金属管线中空部分的横截面积S= πd2-S金,所以还需要测量金属管线的长度l,由R=ρ知,金属管线金属部分的面积S金=ρ,金属管线中空部分的横截面积S=πd2-ρ。
2.在“测量金属丝的电阻率”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50 cm。
甲
(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甲所示,其读数应为　　　　 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx,实验所用器材为电池组(3 V)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材按照图乙正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
乙
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
(3)如图丙是测量Rx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置于滑动变阻器的一端。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。
丙
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图丁所示,图中已标出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Rx=　　　　Ω(保留2位有效数字)。
丁
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为　　　　。
A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6 Ω·m D.1×10-8 Ω·m
答案　(1)0.398(0.397~0.399均正确)　(3)见解析图(a)　(4)见解析图(b)　4.4(4.3~4.7均可)
(5)C
解析　(1)螺旋测微器的读数为0 mm+39.8×0.01 mm=0.398 mm。
(3)实物图如图(a)所示。
(a)
(4)图线应过原点,选尽可能多的点连成一条直线,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,明显偏离的点应舍去,如图(b)所示。
(b)
图线的斜率表示金属丝的电阻,因此金属丝的电阻值Rx≈4.4 Ω。
(5)根据Rx=ρ得金属丝的电阻率ρ=== Ω·m=1.09×10-6 Ω·m,故C正确。(共38张PPT)
第2课时　实验2　金属丝电阻率的测量
目 录
CONTENTS
知识点
01
实验能力自测
02
1
知识点二　金属丝电阻率的测量
知识点一　伏安法测电阻的两种接法
知识点
知识点一　伏安法测电阻的两种接法
1.电流表的两种接法
内接法 外接法
电路
误差 分析 电压表示数UV=UR+UA>UR 电流表示数IA=IR R测=>=R真 电压表示数UV=UR
电流表示数IA=IR+IV>IR
R测=<=R真
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
口诀 大内偏大 小外偏小
2.选择电流表内、外接的常用方法
(1)直接比较法:适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况。当Rx RA时,采用内接法,当Rx RV时,采用外接法。
(2)比值法
当>,即Rx>时,电压表分流影响大,用电流表内接法;
当<,即Rx<时,电流表分压影响大,用电流表外接法;
当=,即Rx=时,两表影响相同,两种接法均可。
(3)试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法;若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,应选外接法。
例1 在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示。
计算结果由Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的读数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则____________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1____________(选填“大于”“等于”或“小于 ”)真实值,测量值Rx2____________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
答案　Rx1　大于　小于
解析　Rx约为200 Ω,==10,==0.05,所以采用电流表内接法测量更准确,即用图甲电路测得的Rx1更接近待测电阻的真实值。由于Rx1=,R真=,U>UR,I=IR,则Rx1>R真;由于Rx2=,R真=,I>IR,U=UR,则Rx2训练 如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路,当开关S接a点时,电压表示数为9 V,电流表示数为0.30 A;当开关S接b点时,电压表示数为10 V,电流表示数为0.25 A,则(　　)
B
A.电压表示数变化相对显著
B.开关S接在b点时,Rx的测量值更准确
C.开关S接在b点时,Rx的测量值小于Rx的真实值
D.开关S接在a点时,Rx的测量值大于Rx的真实值
解析　由题意可知,电流表示数变化相对显著,要选择电流表测量准确的电路,即S应接在b点,此时Rx的测量值偏大,而S接在a点时,Rx的测量值偏小,A、C、D错误,B正确。
知识点二　金属丝电阻率的测量
1.设计思路
(1)把金属电阻丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电
阻R。电路原理图如图所示。
(2)用_______________测出接入电路的金属丝的长度l,
用_______________测出金属丝的直径d,算出横截面积S。
(3)由电阻定律R=ρ,得ρ===,求出电阻率。
毫米刻度尺
螺旋测微器
2.实验器材
螺旋测微器(或游标卡尺)、_______________、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、_______________。
3.物理量的测量
(1)测直径:用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径,求平均值,并记录。
毫米刻度尺
滑动变阻器
(2)测长度:用_______________测量接入电路中的待测金属丝的有效长度,重复测量3次,求平均值并记录。
(3)测电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值______的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S。
毫米刻度尺
最大
4.数据处理
(1)金属丝的电阻
①平均值法:可以用每次测量的U、I分别计算出金属丝的电阻,再求平均值作为金属丝的电阻。
②图像法:建立U-I坐标系,将测量的对应U、I值描点作出图像,利用图像斜率来求出金属丝的电阻R。
(2)电阻率的计算
将测得的R、l、d的值,代入电阻率计算公式ρ==中,计算出金属丝的电阻率。
5.误差分析
(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一。
(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使用电阻率的测量值偏小。
(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
(4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。
6.注意事项
(1)为了方便,应在金属丝连入电路前测量导线直径,为了准确,应测量拉直悬空的连入电路的金属丝的有效长度,且各测量三次,取平均值。
(2)测量电路应选用电流表外接法,且测量电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长,因为电阻率随温度而改变。
(3)为准确求出R的平均值,应多测几组U、I数值,然后采用U-I图像法求出电阻。
例2 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)
C.电流表(量程0~1 mA,内阻约30 Ω)
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.05 Ω)
E.电源(1.5 V,额定电流0.5 A)
F.电源(12 V,额定电流2 A)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用____________,电流表选用____________,电源选用____________(均填器材的字母)。
解析　若电源选用E,则通过Rx的最大电流为0.15 mA, 电流表选用C还达不到半偏,故电源应选用F。电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压,故电压表选用B。由此可知电路中的最大电流约为1 mA,故电流表选用C。
答案　B　C　F　
(2)画出测量Rx阻值的实验电路图。
解析　因为待测电阻阻值较大,所以电流表应采用内接法,实验电路图如图所示。




答案　见解析图
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会____________其真实值(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是____________。
解析　因为电流表采用内接法,电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压,U测>U实,而R=,所以R测>R实。
答案　大于　电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)
例3 小明同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝Rx的电阻率。提供的器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V(量程6.0 V,内阻约为2 kΩ)、电流表A(量程0.6 A,内阻约1.5 Ω)、滑动变阻器R(最大阻值10 Ω)、学生电源E(电压8 V)、开关S、单刀双掷开关K和导线若干。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测得电阻丝的直径d=____________mm。
解析　根据螺旋测微器的读数规律,该读数为0.5 mm+27.0×0.01 mm=0.770 mm。
答案　0.770(0.769~0.771)
(2)小明利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路。实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变,将开关K先后与1、2连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将开关K连接____________(选填“1”或“2”),按此连接测量,测量结果____________(选填“小于”“大于”或“等于”)电阻丝的真实值。
解析　开关K先后与1、2连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,说明电流表分压影响比较大,电压表分流影响不大,则应采用电流表外接,即测量时应将开关K连接1;采用电流表外接法时,根据Rx=
由于电压表的分流,使得电流值偏大,故Rx的测量值小于真实值。
答案　1　小于
(3)图丙为小明同学利用同一根电阻丝接入电路中的长度l不同时进行实验,记录数据后在坐标纸上绘制的U-I图线,其中图线①、②对应的电阻丝的长度之比=___。
解析　U-I图线的斜率表示电阻,根据图像可知=2
根据R=ρ知,同一材料粗细相同,电阻率相同,电阻与接入电路的长度成正比可得=2。
答案　2
(4)根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为ρ=____________(用π、l、d、Rx表示)。
解析　根据电阻定律Rx=ρ,S=π
解得ρ=。
答案　
实验能力自测
2
1.一根细长均匀的金属管线样品,长约60 cm,电阻大约 6 Ω,截面图如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为____________mm。
(2)实验室有如下器材:
A.电流表(量程0.6 A,内阻约0.1 Ω)
B.电流表(量程3 A,内阻约0.03 Ω)
C.电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ)
D.滑动变阻器(1 750 Ω,0.3 A)
E.滑动变阻器(15 Ω,3 A)
F.蓄电池(电压为6 V)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选____________,滑动变阻器应选____________。(只填代号字母)
(3)将如图丙所示的实物电路补充完整。
丙
(4)金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是____________。计算中空部分横截面积的表达式为S=____________。
答案　(1)1.125(1.124~1.126均可)
(2)A　E　(3)见解析图
(4)管线长度l　-
解析　(1)螺旋测微器固定刻度示数为1.0 mm,可动刻度示数为12.5×0.01 mm=
0.125 mm,故金属管线的外径d=(1.0+0.125) mm=1.125 mm。
(2)由于电压表的量程为3 V,通过金属管线的最大电流Imax== A=0.5 A,所以电流表应选择A;实验时,一般要求电表示数达到量程的之间,所以电路中需要最大电阻Rmax== Ω=15 Ω,则滑动变阻器选E。
(3)由于Rx<= Ω,所以电流表外接,而滑动变
阻器的阻值R滑大约是Rx的2倍左右,滑动变阻器起限流作
用。电路连线如图。
(4)金属管线中空部分的横截面积S= πd2-S金,所以还需要测量金属管线的长度l,由R=ρ知,金属管线金属部分的面积S金=ρ,金属管线中空部分的横截面积S=πd2-ρ。
2.在“测量金属丝的电阻率”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50 cm。
甲
(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甲所示,其读数应为____________ mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx,实验所用器材为电池组(3 V)、电流表(内阻约
0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材按照图乙正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
乙
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
(3)如图丙是测量Rx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置于滑动变阻器的一端。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。
丙
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图丁所示,图中已标出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Rx=____________Ω(保留2位有效数字)。
丁
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为____________。
A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6 Ω·m D.1×10-8 Ω·m
答案　(1)0.398(0.397~0.399均正确)　(3)见解析图(a)　(4)见解析图(b)　4.4(4.3~4.7均可) (5)C
解析　(1)螺旋测微器的读数为0 mm+39.8×0.01 mm
=0.398 mm。
(3)实物图如图(a)所示。
(a)
(4)图线应过原点,选尽可能多的点连成一条直线,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,明显偏离的点应舍去,如图(b)所示。
(b)
图线的斜率表示金属丝的电阻,因此金属丝的电阻值Rx≈4.4 Ω。
(5)根据Rx=ρ得金属丝的电阻率ρ=== Ω·m=1.09×10-6 Ω·m,故C正确。
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