【物理】2018届一轮复习人教版实验七测定金属的电阻率练习使用螺旋测微器学案
实验七 测定金属的电阻率练习使用螺旋测微器
1.掌握螺旋测微器的原理及读数方法.
2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.
3.会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率．
一、实验目的
1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
2．掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
3．学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。
二、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。
1．螺旋测微器
(1)构造：如图实71所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。
图实71
(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，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毫米数由固定刻度读出，小数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)×0.01(mm)
图实72
如图实72所示，固定刻度示数为2.0 mm，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：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
2．游标卡尺
(1)构造：如图实73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。
图实73
(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。
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1 mm。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1 mm的差值
精确度(可准确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
(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＋K×精确度) mm。
3．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
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＝＝
时，用电流表内接法。
③实验试探法：按图实74所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。
图实74
高频考点一 测量仪器、仪表的读数
例1．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图5甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm.
图5
答案 60.10 4.20
解析 刻度尺的分度值为1 mm，要估读到0.1 mm.游标卡尺读数＝4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm.
【变式探究】 (1)①如图7所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针示数为________A.
图7
②如图8所示的电表使用较小量程时，每小格表示____________V，图中指针的示数为________ V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针指示的是________V.
图8
(2)旋钮式电阻箱如图9所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为____ Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是________．若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_________．
图9
答案 (1)①0.02 0.44 0.1
2．20 ②0.1 1.40 0.5 7.0 (2)1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω
(2)电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω.
【举一反三】某同学为了测量电流表内阻的精确值，提供如下器材：
电流表(量程300 mA，内阻约为5 Ω)
电流表(量程600 mA，内阻约为1 Ω)
电压表(量程15 V，内阻约为3 kΩ)
滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)
滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.01 A)
电源E(电动势3 V，内阻较小)
定值电阻R0(5 Ω)
导线、开关若干
(1)要求待测电流表的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能减小误差。以上给定的器材中滑动变阻器应选________。请画出测量用的电路原理图，并在图中标出所选仪器的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算电源流的内阻r1，则r1的表达式为r1＝________。
(3)上式中各符号的物理意义是
________________________________________________________________________。
解析：
答案： (1)R1 电路原理图见解析 (2)R0
(3)I2、I1分别为某次实验时电流表、的示数，R0是定值电阻的阻值
高频考点二 实验操作及数据处理
例2．某同学通过实验测量一种合金的电阻率．
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图10所示的部件__________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm.
图10
(2)图11所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中______(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)．
图11
(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议．
答案 (1)B 0.410 (2)7、8、9 断路
(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值．(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)
【变式探究】用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图12甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．
图12
(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件的字母符号)
(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路．
(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R＝计算出相应的电阻值后作出R－L图线如图13所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________.
图13
答案 (1)D H G (2)如图所示 (3)
(3)根据R＝ρ，得ΔR＝ρ，而S＝，代入得ρ＝.
【举一反三】为测定一段金属丝的电阻率ρ，某同学设计了如图14甲所示的电路．ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，电路中的保护电阻R0＝4.0 Ω，电源的电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好．
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________ mm.
图14
(2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如下表所示：
x(m)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
I(A)
0.49
0.43
0.38
0.33
0.31
0.28
(A－1)
2.04
2.33
2.63
3.03
3.23
3.57
①将表中数据描在－x坐标纸中，如图15所示．试作出其关系图线，图象中直线的斜率的表达式k＝________(用题中字母表示)，由图线求得电阻丝的电阻率ρ为________ Ω·m(保留两位有效数字)．
图15
②根据－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为________ Ω(保留两位有效数字)．
答案 (1)0.400 (2)①图线见解析图 1.1×10－6 ②1.4
联立解得：k＝＝
代入数据得：
k＝＝3
联立解得电阻率为：
ρ＝
代入数据得：
ρ≈1.1×10－6 Ω·m；
【方法技巧】计算电阻率的两种方法
1．根据电阻定律得ρ＝；
2．通过有关图象来求电阻率．图象法处理实验数据是最常用的方法之一，要从物理规律出发，写出图象的函数关系式，弄清斜率、截距等的物理意义，从而求出相关物理量．
高频考点三 电阻的测量
例3．小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．
(1)图21是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出．
图21
图22
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U－I图上，如图22所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的．
(3)请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_______ Ω.
答案 (1)见解析图甲 (2)× (3)见解析图乙 用“×”表示的数据连线时，1.2(1.1～1.3均可)，用“○”表示的数据连线时，1.6(1.5～1.7均可)
解析 (1)连线如图甲所示．
甲
乙
【变式探究】现要测量电流表G1的内阻，给出下列器材：电流表G1(量程5 mA，内阻r1约为150 Ω)
电流表G2(量程10 mA，内阻r2约为100 Ω)
定值电阻R1＝100 Ω 定值电阻R2＝10 Ω
滑动变阻器R3(0～200 Ω)
干电池E(1.5 V，内阻未知)
单刀单掷开关S 导线若干
(1)定值电阻选________________；
(2)如图23所示，在虚线框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号；
图23
(3)若选测量数据中的一组计算r1，所用的表达式为r1＝____________________，式中各符号的意义是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
答案 (1)R1 (2)电路图如图所示
(3) I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数，R1表示定值电阻R1的阻值．
解析 (1)若选R2，则其阻值太小，电流过大，而R1与G1内阻相当，故选R1.
(2)电路图如图所示．G2的示数－G1的示数为通过R1的电流值．
【举一反三】电学实验中经常需要测量电阻的阻值．
(1)测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220 V 40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为________ Ω.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值________(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值．
(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值．
A．220 V交流电源
B．单刀双掷开关一个
C．电阻箱一个(0～999.9 Ω，额定电流0.5 A)
D．定值电阻一个(0.5 kΩ，额定电流0.3 A)
E．交流电流表一个(0～0.3 A)
请在虚线框内画出电路原理图．
答案 (1)1 210 小于 (2)见解析图
高频考点四 实验拓展与创新
例4．有一根细长且均匀的空心金属管线，长约30 cm，电阻约为5 Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，现在要尽可能精确测定它的内径d.
(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图25a所示，从图中读出外径为________ mm，应用________(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L；
图25
(2)测量金属管线的电阻R，为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3 V，内阻约10 kΩ
B．电压表0～15 V，内阻约50 kΩ
C．电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω
D．电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω
E．滑动变阻器，0～10 Ω
F．滑动变阻器，0～100 Ω
要求较准确地测出其阻值，电压表应选____________，电流表应选__________，滑动变阻器应选__________；(填序号)
(3)实验中他的实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误．
错误1：___________________________________________________________________
错误2：___________________________________________________________________
(4)用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示)，推导出计算金属管线内径的表达式d＝______________；
(5)在实验中，下列说法正确的是________．
A．为使电流表读数明显，应使电流尽可能大些
B．为操作方便，中间过程可保持开关S一直处于闭合状态
C．千分尺的精确度是千分之一毫米
D．用千分尺测量直径时必须估读一位
答案 (1)5.200 毫米刻度尺 (2)A C E (3)导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法
(4) (5)D
(4)设金属管线内径为d，根据电阻定律应有：
R＝，
又R＝，
联立可得：d＝
【举一反三】如图26是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图．图中均匀的长直玻璃管内径为d，里面充满待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为L.
图26
(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中导电液体用电阻Rx表示．
(2)在接通电路前，为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最________端(填“左”或“右”)．在电路调试时，该同学发现：闭合开关S1后，单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180 μA；单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164 μA.正式测量时，为减小实验误差，单刀双掷开关S2应接到________点(填“a”或“b”)．
(3)该同学正确完成实验，测得该段液体的电阻R0，则该导电液体的电阻率的表达式为ρ＝______________(用R0、L、d等表示)．
答案 (1)如图所示
(2)右 b (3)
解析 (1)电路原理图如图所示
【变式探究】某些固体材料受到外力后除了产生形变外，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”．现用如图27所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
图27
A．电源E(3 V，内阻约为1 Ω)
B．电流表A1(0.6 A，内阻r1＝5 Ω)
C．电流表A2(6 A，内阻r2约为1 Ω)
D．开关S，定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，根据虚线框内电路图的设计，甲表选用________(选填“A1”或“A2”)，乙表选用________(选填“A1”或“A2”)．
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得Rx＝________(用字母表示)．
(3)改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值，最后绘成的图象如图28所示．当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝________________.(各物理量单位均为国际单位)
图28
(4)定值电阻R0的阻值应该选用________________．
A．1 Ω B．5 Ω C．10 Ω D．20 Ω
答案 (1)A1 A2 (2) (3)16－2F (4)B
解析 (1)由于A1内阻确定，并且与待测电阻接近，与待测电阻并联，用来测出待测电阻Rx两端的电压，用A2测得的电流减去A1测得的电流就是流过待测电阻的电流，根据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值，电路连接如图所示．
1、3．(2016·浙江理综·22)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表。采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5 Ω。
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填c或d)。
(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω。
U/V
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53
(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)。
A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接d
C．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d
(2)R1的U I图线如图所示
其阻值R1＝＝ Ω＝4.4 Ω
答案： (1)a d (2)图见解析 4.4～4.7 (3)B
2、(2016·全国甲卷·23)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。
实验步骤如下：
①按电路原理图(a)连接线路；
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。
(b)
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。
A．100 μA B．250 μA
C．500 μA D．1 mA
解析： (1)由于电压表的总电阻较大，根据并联电路电压分配特点，只有当滑动变阻器电阻较小时，调节变阻箱电阻，才能近似认为接入滑动变阻器的并联支路总电压不变化，即滑动变阻器应选阻值小的，即选R1。
(2)实物图连线如图所示。
(4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRg＝Ug，
故Ig＝＝ A≈1 mA，选项D正确。
答案： (1)R1 (2)如图所示 (3)2 520 (4)D
1．(2015·新课标Ⅱ·23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：
待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干．
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整(如图24)．
图24
(2)根据设计的电路，写出实验步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′，与电压表内阻的真实值RV相比，RV′________RV(填“＞”、“＝”或“＜”)，主要理由是____________________．
答案 (1)见解析图 (2)见解析 (3)＞ 理由见解析
解析 (1)实验电路图如图所示．
(3)断开S2，调节电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′＞RV.
【2015·重庆·6（2）】14．同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与相当，电压表可视为理想电压表.
①若使用题6图2所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的 点（选填“b”或“c”）.
②测得电阻丝的图如题6图3所示，则为 （保留两位有效数字）。
③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻随风速（用风速计测）的变化关系如题6图4所示.由图可知当风速增加时，会 （选填“增大”或“减小”）。在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器的滑片向 端调节（选填“M”或“N”）.
④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如题6图5所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻，为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的 点和 点（在“a”“b”“c”“d”中选填）.
【答案】① c；② 4.1 （4.0～4.2）;③减小 ，M；④ b，d
1．(2014·全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表○的内阻约为2 kΩ，电流表○的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图实719(a)或(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则______(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1______(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2______(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
图实719
解析：根据串、并联电路的特点解题。根据题意知>，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1>Rx真
；图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2 小
4．(2014·浙江卷，22)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。
图22
图23
(1)图22是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图22中画出。
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U－I图上，如图23所示。在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的。
(3)请你选择一组数据点，在图23上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________ Ω。
(3)用“×”连线如图所示，这条直线的斜率k＝＝1.2 Ω。
答案 (1)
(2)“×” (3)1.1～1.3
1．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图8(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为______mm，所测金属板的厚度为______mm.
图8
答案 0.010 6.870 6.860
2．用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关，R0为定值电阻．某同学用该电路进行实验，主要步骤有：
A．把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I；
B．读出电阻箱的示数R；
C．把开关S接a点，读出电流表的示数为I；
D．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大．
(1)上述步骤的合理顺序是________(只需填写序号)．
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为________Ω.若已知R0的阻值为10 Ω，则待测电阻的阻值为________Ω.
答案：(1) DCAB (2)47 47
解析：S先打到a，此时，因为电阻Rx的作用，使电路中的电流有一个值I.当把S打到b时，R同样对电流有一定的阻碍作用，但是，它们的作用效果可能是不相同的，不过当我们调节电阻箱，使电路中的电流也是I时，R的作用就与前面Rx的作用相当，此时，R和Rx等效，它们都是电阻，可以得出，它们电阻相等．
3．用伏安法测定电阻约为5Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图20甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．
图20
(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件的字母符号)
(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路．
(3)
图21
闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R＝计算出相应的电阻值后作出R－L图线如图21所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________.
答案 (1)D H G (2)如图所示 (3)
4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：
(1)某实验小组用如图22所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝．
图22
①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．________________________________________________________
________________________________________________________________________
②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则金属丝d应为下表中的________(用表中编号D、E、F表示).
编号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
0.30
0.50
B
镍铬合金
0.50
0.50
C
镍铬合金
0.30
1.00
D
镍铬合金
0.50
1.00
E
康铜丝
0.30
0.50
F
康铜丝
0.50
1.00
(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率．
①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80.00cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图23甲所示，则金属丝的直径d为________．
②按如图乙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U数据描在如图24所示的坐标系上．由图可求得金属丝的电阻R＝________Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．
图23
图24
答案 (1)①不需要，串联电路的电流处处相等，电压与电阻成正比 ②E (2)①1.600mm ②0.52 1.3×10－6
(2)①由图示螺旋测微器可知，其示数为1.5mm＋10.0×0.01mm＝1.600mm；②根据坐标系内的点作出图象如图所示．
由图象可知，电阻阻值为R＝＝≈0.52Ω；由R＝ρ＝ρ可得，
电阻率ρ＝＝Ω·m≈1.3×10－6Ω·m；
5．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
图28
待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；
电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；
电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；
A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；
电源：E1(电动势3V，内阻不计)；
E2(电动势12V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；
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28所示，读数为________mm.
(2)若滑动变阻器采用限流式接法，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．
答案 (1)1.773(1.771～1.775均正确) (2)A1 E1 电路原理图见解析图
6．某中学探究小组在尝试用不同的方法测量电阻的实验，其中一个成员用以下器材测量待测电阻Rx的阻值．
图29
A．待测电阻Rx：阻值约为100Ω
B．电源E：电动势约为6.0V、内阻忽略不计；
C．电流表1：量程50mA、内阻r1＝20Ω；
D．电流表2：量程300mA、内阻r2约为4Ω
E．定值电阻R0：阻值为20Ω；
F．滑动变阻器R：最大阻值为10Ω
G．单刀单掷开关S、导线若干．
他测量电阻Rx所用的电路图如图29所示．
(1)电路图中的电流表A1应该选择电流表________(填“1”或“2”)，开关S闭合前，滑动变阻器R的滑片应该移到________端(填“A”、“B”或“无要求”)．
(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx＝________.
答案 (1)1 A (2)R0－r1
7．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图37所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：
图37
(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；
(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；
(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．
答案 (1)R0 标准电流表(或A0) (2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值
8．图38(a)是测量电阻Rx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30.0cm.
图38
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3.0V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Rx与L、I、u的关系式Rx＝________；根据图(c)用作图法算出Rx＝________Ω.(计算结果保留一位有效数字)
答案 ①如图所示 ②0.1 ③ 6
