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1、,栏目导航,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及电流表和电压表的读数方法 2掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属丝的电阻率,知识梳理 夯实基础,六、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，使电阻率的测量值偏小 3金属丝的长度测量及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,七、注意事项 1本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法
2、2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、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端 3测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值,4测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值 5闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置 6在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流I不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大 7若采用
3、图象法求R的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑,考点1 仪器的使用和读数 1螺旋测微器 (1)构造：如图甲，S为固定刻度，H为可动刻度 (2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，旋钮K每旋转一周，螺杆P前进或后退0.5 mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.,核心考点 分层突破,(3)读数 测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米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) 如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm
4、，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.,2游标卡尺 (1)构造(如图所示)：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,(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：,(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
5、刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xK精确度) mm. 3常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可,(1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位 (2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V. (3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“
6、半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A,例1(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为_ mm、_ mm、_ mm. (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是_ mm.,17.7,23.50,3.18,2.150,(3)如图丙所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A：当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表_A，图中表针示数为_A 如图丁所示的电表使用较小量程时，每小格表示_V，图中表针的示数为_V.若使用的是较大量程，
7、则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针示数为_V.,0.02,0.44,0.1,2.20,0.1,1.70,0.5,8.5,(4)旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_，今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_若用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为_.,1 987,将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到零,019 998 ,解析：(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm. 中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是100.05 mm0.50 mm，最
8、后结果是23 mm0.50 mm23.50 mm. 最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm. (2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.,(3)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A 电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5
9、 V (4)电阻为1 987 ，最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2，再将“ 100”旋钮调到零每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两个电阻箱串联可达到的最大电阻是29 999 19 998 .故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 .,考点2 数据处理和误差分析 例2(2017江西南昌模拟)某同学测定一细金属丝的电阻率，部分实验步骤如下： (1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径，螺旋测微器如图甲所示，则该金属丝的直径为_mm.,0.200(0.1990.201均对),(2)因找不到合适的电压表，该同学设计了如图乙所示的电路，电源电动势为E3 V，内阻不能忽略，取金
10、属丝Rx接入电路的长度为20 cm，接通电路后调整电阻箱的阻值，使电流表示数为0.50 A，之后不断改变Rx接入电路的长度，调整电阻箱的阻值，使电流表示数始终为0.50 A，记录下电阻丝Rx接入电路的长度及对应电阻箱的阻值如下表所示：,请在图丙的坐标纸中作出电阻R0随长度L变化的图象； (3)根据图象可求得；该金属丝的电阻率为_m，电源的内阻为r_.(计算结果保留2位有效数字),2.0107(1.91072.1107均对),1.2(1.11.3均对),考点3 实验改进与创新 在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属丝电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差
11、1等效替换法 连接电路如图所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时，电流表中的电流示数相同，则表明RxR，即可测出Rx.,测量电阻的方法很多，常用的有三种：第一种用多用电表欧姆挡直接测量电阻，优点是简捷方便，缺点是测量误差较大；第二种是用伏安法测量电阻，优点是测量误差较小，精度比第一种高很多，缺点是间接测量，需计算修正；第三种是电桥法测量电阻，优点是测量精度最高，缺点是不简便，程序步骤较复杂,例3(2017湖北武汉模拟)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图
12、甲和乙所示，长度为_ cm，直径为_ mm.,5.05,5.316(5.3105.320),(2)按图丙连接电路后，实验操作如下： 将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(选填“大”或“小”)，将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0. 将电阻箱R2的阻值调至最_ (选填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 . (3)由此可知，圆柱体的电阻为_. 解析：(1)游标卡尺的精度为0.1 mm，所以L(5050.1)mm5.05 cm，螺旋测微器的读数为d(531.60.01)mm5.316 mm. (2)为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻 为使电路电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大,大,大,1 280,对应演练 迁移运用,