2024-2025版高中物理第二章恒定電流實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率教案新人教版選修3-1

PAGE16-試驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]物理觀念：1.通過(guò)試驗(yàn)探究得出影響導(dǎo)體電阻的因素.2.駕馭測(cè)定金屬電阻率的試驗(yàn)原理.3.駕馭螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法．科學(xué)探究：1.了解本試驗(yàn)須要測(cè)的物理量及所用的器材和方法.2.能進(jìn)行分組分層、自主合作探究，能綜合信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．科學(xué)思維：1.進(jìn)一步領(lǐng)悟用伏安法測(cè)電阻電路的設(shè)計(jì)思想，會(huì)依據(jù)不同狀況設(shè)計(jì)電路圖.2.會(huì)依據(jù)詳細(xì)狀況選擇滑動(dòng)變阻器接入電路的方式．一、螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺1．螺旋測(cè)微器的原理及讀數(shù)方法(1)構(gòu)造及原理如圖1所示，它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動(dòng)刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測(cè)微螺桿F連在一起的，并通過(guò)精密螺紋套在B上，精密螺紋的螺距是0.5mm，即旋鈕D每轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退0.5mm，可動(dòng)刻度分成50等份，每一等份表示0.01

mm.圖1(2)運(yùn)用方法當(dāng)A與F并攏時(shí)，可動(dòng)刻度E的零點(diǎn)恰好跟固定刻度B的零點(diǎn)重合，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，將測(cè)微螺桿F旋出，把被測(cè)物體放入A、F之間的夾縫中，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，F(xiàn)快要接觸被測(cè)物時(shí)，要停止運(yùn)用旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D′，直到聽到“喀喀”聲．(3)讀數(shù)方法L＝固定刻度示數(shù)＋可動(dòng)刻度示數(shù)(估讀一位)×分度值．留意：①以毫米為單位時(shí)，小數(shù)點(diǎn)后面要有三位有效數(shù)字，特殊是最終一位估讀數(shù)字為零時(shí)，不能省略．②在讀數(shù)時(shí)留意半毫米刻度線是否已露出．2．游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖2所示)圖2(2)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度1mm與每小格的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(3)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．(4)讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度)mm.二、測(cè)定金屬的電阻率1．試驗(yàn)原理(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R(R＝eq\f(U,I))．電路原理圖如圖3所示．圖3(2)用毫米刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝eq\f(πd2,4))．(3)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)＝eq\f(πd2U,4lI)，求出電阻率．2．試驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開關(guān)及導(dǎo)線、被測(cè)金屬絲、電池、滑動(dòng)變阻器．3．試驗(yàn)步驟(1)測(cè)直徑：用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，并記錄．(2)連電路：按如圖3所示的電路圖連接試驗(yàn)電路．(3)量長(zhǎng)度：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，重復(fù)測(cè)量3次，并記錄．(4)求電阻：把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)整到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開關(guān)S.變更滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.(5)拆除試驗(yàn)電路，整理好試驗(yàn)器材．4．?dāng)?shù)據(jù)處理電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計(jì)算法：利用每次測(cè)量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果．(2)圖象法：可建立I－U坐標(biāo)系，將測(cè)量的U、I值描點(diǎn)作出圖象，利用圖象的斜率的倒數(shù)來(lái)求出電阻值R.5．試驗(yàn)留意事項(xiàng)(1)因一般金屬絲電阻較小，為了削減試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必需選擇電流表外接法；(2)本試驗(yàn)若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大狀態(tài)．(3)測(cè)量l時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度，且金屬絲伸直)；在金屬絲的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑d.(4)電流不宜過(guò)大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免電阻率因溫度上升而變更．一、試驗(yàn)原理及操作例1在“探究電阻與長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系”的試驗(yàn)中，用刻度尺測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖4所示，金屬絲的匝數(shù)為39，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，金屬絲的電阻大約為5Ω，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后用限制變量法探究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系．圖4(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為

mm.(2)為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩB．電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩC．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05ΩD．電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01ΩE．滑動(dòng)變阻器，0～10ΩF．滑動(dòng)變阻器，0～100Ω①要求較精確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選

，電流表應(yīng)選

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

．(填序號(hào))②試驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖5所示，請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤．圖5錯(cuò)誤a：

；錯(cuò)誤b：

.答案(1)0.649(0.646～0.652均可)(2)①ACE②錯(cuò)誤a：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上錯(cuò)誤b：采納了電流表內(nèi)接法解析(1)從題圖可讀出緊密繞制的金屬絲的寬度為2.53cm，故直徑為eq\f(2.53cm,39)≈0.0649cm＝0.649mm.(2)①因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約是3V，用3V量程的電壓表A；因?yàn)榻饘俳z的電阻大約為5Ω，假如把3V的電動(dòng)勢(shì)全加在金屬絲上，電流才是0.6A，因此用量程是0.6A的電流表C；此題中金屬絲的電阻大約為5Ω，為了減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選10Ω的滑動(dòng)變阻器E.二、儀器的讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理例2(2024·深圳中學(xué)聯(lián)考聯(lián)盟期末)張明同學(xué)在測(cè)定某種合金絲的電阻率時(shí)：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為

mm(如圖6甲所示)；(2)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度為

cm(如圖乙所示)；(3)用圖丙所示的電路測(cè)得的電阻值將比真實(shí)值

(填“偏大”或“偏小”)．圖6答案(1)3.202(3.201～3.203均可)(2)4.975(3)偏小解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：D＝3mm＋20.2×0.01mm＝3.202mm；(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：L＝49mm＋15×0.05mm＝49.75mm＝4.975cm；(3)由歐姆定律得：金屬絲的電阻值R＝eq\f(U,I)，由于電壓表的分流作用使電流的測(cè)量值偏大，則電阻的測(cè)量值偏?。?在“測(cè)定金屬的電阻率”試驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)．待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm.圖7(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖7所示，其讀數(shù)應(yīng)為

mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)．(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.試驗(yàn)所用器材為電池組(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采納圖8中的

圖(選填“甲”或“乙”)．圖8(3)圖9是測(cè)量Rx的試驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請(qǐng)依據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．圖9(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖10所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝

Ω(保留兩位有效數(shù)字)．圖10(5)依據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為

．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何試驗(yàn)測(cè)量都存在誤差，本試驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的是

．A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消退由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D．用U－I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差答案(1)0.398(0.396～0.399均正確)(2)甲(3)見解析圖(4)見解析圖4.5(4.3～4.7均正確)(5)C(6)CD解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm.(2)由試驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5Ω.由題知Rx?RV，故電流表?外接．若滑動(dòng)變阻器接為限流式接法，電路中最小電流值Imin＝eq\f(E,R1＋R＋RA)≈0.12A，其中R1為Rx與RV的并聯(lián)電阻值且R1≈Rx.則Rx兩端的電壓最小值Umin＝IminRx≈0.6V，而從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓是從0.10V起先的，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采納分壓式接法．(3)實(shí)物連接圖如圖(a)所示(4)圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)勻稱分布在直線兩側(cè)，明顯偏離的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖(b)所示．圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx≈4.5Ω.(5)依據(jù)Rx＝ρeq\f(l,S)得金屬絲的電阻率ρ＝eq\f(RxS,l)＝eq\f(πRxd2,4l)＝eq\f(3.14×4.5×0.398×10－32,4×0.5)Ω·m≈1.1×10－6Ω·m，故選項(xiàng)C正確．(6)系統(tǒng)誤差是由儀器的某些不完善或試驗(yàn)方法不夠完善等產(chǎn)生的，其測(cè)量結(jié)果總是偏大或偏?。慌既徽`差具有隨機(jī)性，可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值來(lái)減小偶然誤差．[學(xué)科素養(yǎng)]通過(guò)本題學(xué)生練習(xí)了螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，提高了依據(jù)實(shí)際狀況設(shè)計(jì)、選擇電路圖的實(shí)力，熬煉了測(cè)定金屬電阻率的本事．在解題過(guò)程中，呈現(xiàn)了試驗(yàn)探究過(guò)程中溝通、反思的實(shí)力．本題著重體現(xiàn)了“試驗(yàn)探究”的學(xué)科素養(yǎng).1．(儀器讀數(shù)、電路和器材的選擇)(2024·啟東中學(xué)高一其次學(xué)期期末)在測(cè)定某一勻稱細(xì)圓柱體材料的電阻率試驗(yàn)中．圖11(1)如圖11甲所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度為

cm；圖乙用螺旋測(cè)微器測(cè)其直徑為

mm.(2)其電阻約為6Ω.為了較為精確地測(cè)量其電阻，現(xiàn)用伏安法測(cè)量．試驗(yàn)室除供應(yīng)了電池E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì))、開關(guān)S、導(dǎo)線若干，還備有下列試驗(yàn)器材：A．電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ)B．電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約為15kΩ)C．電流表A1(量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)D．電流表A2(量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)E．滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，0.6A)F．滑動(dòng)變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)①為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的試驗(yàn)器材有(選填“A、B、C、D…”等序號(hào))

．②為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖12中

(選填“a”或“b”)為該試驗(yàn)的電路原理圖，其測(cè)量值比真實(shí)值

(選填“偏大”或“偏小”)．圖12答案(1)10.3551.196(1.195～1.197均可)(2)①ADE②b偏小所以最終讀數(shù)為：10.3cm＋0.055cm＝10.355cm.螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為1mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×19.6mm＝0.196mm，所以最終讀數(shù)為：1mm＋0.196mm＝1.196mm；(2)①電源電動(dòng)勢(shì)為3V，故電壓表應(yīng)選A，電路最大電流約為：I＝eq\f(E,R)＝eq\f(3,6)A＝0.5A，故電流表選D；由于待測(cè)電阻只有約6Ω，故為了便于調(diào)整，滑動(dòng)變阻器選擇總阻值較小的E；②待測(cè)電阻阻值約為6Ω，電壓表內(nèi)阻約為2kΩ，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采納外接法，應(yīng)選擇題圖b所示試驗(yàn)電路，由于電壓表分流使電流表讀數(shù)偏大，則由歐姆定律可知，電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏?。?．(測(cè)定金屬的電阻率)(2024·豫北重點(diǎn)中學(xué)高二12月聯(lián)考)用伏安法測(cè)量電阻阻值R，并求出電阻率ρ，某同學(xué)所用試驗(yàn)電路如圖13甲所示，給定電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、待測(cè)電阻及導(dǎo)線若干．圖13(1)待測(cè)電阻是一勻稱材料制成的金屬絲(橫截面為圓形)，用直尺測(cè)量其長(zhǎng)度，用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑，結(jié)果分別如圖乙、丙所示，由圖可知其長(zhǎng)度為

cm，直徑為

mm.(2)比照電路的實(shí)物連接在虛線框中畫出正確的電路圖．(3)圖14中的6個(gè)點(diǎn)表示試驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，請(qǐng)作出U－I圖線．圖14(4)求出的電阻值R＝

Ω(保留3位有效數(shù)字)．(5)以上測(cè)得的物理量分別是：金屬絲兩端的電壓為U、流過(guò)的電流為I、直徑為D、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寫出電阻率的表達(dá)式ρ＝

.答案(1)59.400.435(2)如圖所示(3)如圖所示(4)6.10(6.00～6.20均可)(5)eq\f(πUD2,4IL)1．(多選)在“測(cè)定金屬的電阻率”的試驗(yàn)中，以下操作中正確的是()A．用米尺測(cè)量金屬絲的全長(zhǎng)，且測(cè)量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測(cè)電阻時(shí)，采納電流表內(nèi)接法，多次測(cè)量后算出平均值D．試驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變答案BD2．(多選)在“測(cè)定金屬的電阻率”試驗(yàn)中，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的是()A．電流表采納外接法，將會(huì)使ρ測(cè)＜ρ真B．電流表采納外接法，由于電壓表的并聯(lián)引起了電阻絲分壓的減小而引起測(cè)量誤差C．由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知，I、d、U、l中每一個(gè)物理量的測(cè)量都會(huì)引起ρ的誤差D．由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知對(duì)試驗(yàn)結(jié)果精確性影響最大的是直徑d的測(cè)量答案ACD解析由于采納電流表外接法，將導(dǎo)致R測(cè)＜R真，由ρ＝eq\f(RS,l)可知ρ測(cè)＜ρ真，A對(duì)；雖然電壓表的并聯(lián)引起了電阻絲分壓的減小，但是計(jì)算電阻絲的電阻用的是電壓和電流的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，由于電壓表的分流會(huì)使電流I的測(cè)量值偏大，電阻測(cè)量值偏小，引起誤差，B錯(cuò)；由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知I、d、U、l中每一個(gè)物理量的測(cè)量都會(huì)引起ρ的誤差，但由于直徑的指數(shù)為2，所以對(duì)結(jié)果精確性影響最大的是d的測(cè)量，C、D對(duì)．3．某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表．采納分壓電路接線，圖1甲是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻為圖乙中的R1，其阻值約為5Ω.圖1(1)測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接

(填“a”或“b”)、導(dǎo)線②連接

(填“c”或“d”)．(2)正確接線測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，用作圖法求得R1的阻值為

Ω.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知圖乙中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長(zhǎng)是R1的eq\f(1,10)，若測(cè)R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選

(填選項(xiàng))．A．①連接a，②連接c B．①連接a，②連接dC．①連接b，②連接c D．①連接b，②連接d答案(1)ad(2)見解析圖4.6(4.4～4.7均可)(3)B解析(1)因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻R1的阻值，則電流表采納外接法，而滑動(dòng)變阻器應(yīng)采納分壓式接法，故測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接a，導(dǎo)線②連接d；(2)建立坐標(biāo)系描點(diǎn)連線如圖所示，則R1＝eq\f(ΔU,ΔI)≈4.6Ω；(3)設(shè)R1的邊長(zhǎng)為l，厚度為h，電阻率為ρ，依據(jù)電阻定律，得R1＝ρeq\f(l,hl)＝eq\f(ρ,h)，R2＝ρeq\f(\f(l,10),h\f(l,10))＝eq\f(ρ,h)＝R1，要測(cè)R2的阻值，與測(cè)量R1一樣，最優(yōu)的連線應(yīng)為①連接a，②連接d，選項(xiàng)B正確．4．在“測(cè)定金屬的電阻率”的試驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻Rx約為5Ω，試驗(yàn)室備有下列試驗(yàn)器材：A．電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ)；B．電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ)；C．電流表(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)；D．電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)；E．變阻器R1(0～10Ω，0.6A)；F．變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)；G．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3V)；H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的試驗(yàn)器材有

(填器材前面的序號(hào))．(2)為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用如圖2中

(選填“甲”或“乙”)為該試驗(yàn)的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把如圖3中的實(shí)物圖用線連接起來(lái)．圖2圖3(3)若用毫米刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度為60.00cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如圖4所示，則金屬絲的直徑為

mm，電阻值為

Ω.圖4答案(1)ADEGH(2)乙見解析圖(3)0.635(0.633～0.637均可)2.4解析(1)由于電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，所以電壓表應(yīng)選A；被測(cè)電阻約為5Ω，電路中的最大電流約為I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，電流表應(yīng)選D；依據(jù)變阻器允許通過(guò)的最大電流可知，變阻器應(yīng)選E；還要選用電池組、開關(guān)和導(dǎo)線若干．故應(yīng)選用的試驗(yàn)器材有ADEGH.(2)由于eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，應(yīng)采納電流表外接法，故應(yīng)選題圖乙所示電路，實(shí)物連接如圖所示．(3)從螺旋測(cè)微器可以讀出金屬絲的直徑為0.5mm＋13.5×0.01mm＝0.635mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20V，從電流表可以讀出流過(guò)電阻的電流為0.50A，被測(cè)金屬絲的阻值為Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f(1.20,0.50)Ω＝2.4Ω.5．用伏安法測(cè)量電阻R的阻值，并求出電阻率ρ.給定電壓表(內(nèi)阻約為50kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為40Ω)、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、待測(cè)電阻(約為250Ω)及導(dǎo)線若干(要求測(cè)量電流、電壓能從0起先調(diào)整)．(1)在虛線框中畫出測(cè)量R的電路圖．圖5(2)圖5中的6個(gè)點(diǎn)表示試驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，試寫出依據(jù)此圖求R值的步驟：

.(3)求出的電阻值R＝

.(保留3位有效數(shù)字)(4)待測(cè)電阻是一勻稱材料制成的圓柱體，用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑，結(jié)果分別如圖6甲、乙所示．由圖可知其長(zhǎng)度為

，直徑為

．圖6(5)由以上數(shù)據(jù)可求出ρ＝

.(保留3位有效數(shù)字)答案(1)見解析圖(2)見解析(3)229Ω(221～237Ω均正確)(4)0.800cm0.190cm(5)8.11×10－2Ω·m解析(1)由于R＜eq\r(RARV)，應(yīng)采納電流表外接法，要求測(cè)量電流、電壓從0起先調(diào)整，滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法．如圖所示．(2)①作U－I圖線，圖線應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的直線，使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)勻稱分布在直線兩側(cè)，偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)(左起第2個(gè)點(diǎn))應(yīng)舍棄；②求該直線的斜率k，則R＝k.(3)在圖象中的直線上取兩點(diǎn)，求出R≈229Ω.(4)題圖甲讀數(shù)l＝8mm＋0×0.02mm＝8.00mm＝0.800cm題圖乙讀數(shù)d＝1mm＋45×0.02mm＝1.90mm＝0.190cm(5)由R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(229×π×\f(0.190,2)×10－22,0.