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高中三年级物理

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首页 高中三年级物理知识 游标卡尺 实验：伏安法测电阻 电阻定律、电阻率 试题正文
  • 实验题
    用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω），滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。

    （1）画出测量R的电路图。
    （2）图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤，求出的电阻值R=____________。（保前3位有效数学）
    （3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为____________，直径为____________。
    （4）由以上数据可求出ρ=____________。（保留3位有效数学）

    本题信息：2003年高考真题物理实验题难度极难 来源:马凤霞
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本试题 “用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω），滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。（...” 主要考查您对

游标卡尺

实验：伏安法测电阻

电阻定律、电阻率

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  • 游标卡尺
  • 实验：伏安法测电阻
  • 电阻定律、电阻率

构造和用途：

原理：

利用游标尺最小分度和主尺最小分度的微小差值，把微小长度积累起来进行测量。

读数：

如下表所示

游标尺(mm) 精度（mm） 测量结果(游标尺上第n个小格与主尺上的某刻度线对正时)(mm)
刻度格数 刻度总长度 每小格与1毫米差
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数＋0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数＋0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数＋0.02n

表格解析：

（1）10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不能读某）。其读数准确到0.1mm。
（2）20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。
（3）50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如图中被测圆柱体的直径为2.250cm。
（4）游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。


进行“长度测量”实验时的注意事项：

1、如果刻度尺端头有磨损，测量起点不要选在“0”刻度线。
2、刻度尺毫米以下的数值靠目测估读一位，估读至最小刻度值的1/10(即0.1mm)。
3、用游标卡尺测量金属管的外径时，金属管不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口。
4、用游标卡尺测量金属管的外径、内径和量筒的深度，把游标卡尺放在合适的位置后适当旋紧固定螺钉，再读数。
5、游标卡尺使用时不论多少分度都不要估读．如20分度的游标卡尺，读数的末位数一定是0或5；50分度的游标卡尺，读数的末位数字一定是偶数。
6、若游标上任何一格均不与主尺的刻度线重合，选择较近的一条刻度线读数。


伏安法测电阻：

实验原理：
欧姆定律。因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电流，用R=U/I即可得到阻值。
伏安法测电阻的两种接法：
1、电流表外接法：在电压表的内阻远远大于Rx时，使用（此时I0≈0）；
2、电流表内接法：在电流表的内阻远远小于Rx时，使用（此时V0≈0）。

3、当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时，可根据：RARV>Rx2时，采用电流表外接法；当RARV＜Rx2时，采用电流表内接法来确定。（口决：“大内小外”，即内接法适合测大电阻结果偏大，外接法适合测小电阻测量结果偏小）
4、如果不知道Rx，RV，RA的阻值，可用试触法，即通过不同的电表连接方式的电路，看电压表电流变化情况。如果电流表变化明显，说明电压表内阻对电路影响大，应选用电流表内接法同理，若电压表变化明显选用电流表外接法（简记为电流内接→电流表变化大；电压外接→电压表变化大）。
滑动变阻器的两种接法：
1、限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。
   
2、分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图，其输出电压由ap之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路：
①要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。
②滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。
③电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。

电阻:

1、定义：导体两端的电压和通过它的电流的比值叫做电阻，符号为R
2、定义式：，
3、单位：简称欧，符号Ω。1Ω=1V／A
4、意义：描述导体对电流阻碍作用大小的物理量．电阻越大，同样电压下形成的电流越小

电阻定律:

1、电阻的定义：导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。
①定义式：R=U/I，单位：Ω。
②电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压及通过电流无关。
2、电阻定律的内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比。即R=ρL/S。

电阻率：

1、定义：ρ是反映材料导电性能的物理量，称为电阻率，和物体的材料、温度有关。
2、计算公式：
3、决定因素：
4、与温度的关系：由材料的种类和温度决定，与材料的长短、粗细无关。一般常用合金的电阻率大于组成它的纯金属的电阻率各种材料的电阻率都随温度的变化而变化：
①金属的电阻率随温度的升高而增大(可用于制造电阻温度计)；
②半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制造热敏电阻)；
③有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度的变化而变化(可用来制作标准电阻)；
④当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体
5、单位：欧·米，符号Ω·m


的比较：



导体折叠、截取或拉伸后电阻的计算方法：

某导体形状改变后，因总体积不变，电阻率不变，当长度和面积变化时，应用来确定S和l在形变前后的关系，分别应用电阻定律即可求出l和S变化前后的电阻关系。在导体被折叠成n段时，导体的长度变成原来的，横截面积变成原来的n倍。截取时横截面积不变。几拉伸时若长度变为原来的n倍，则横截面积变为原来的；若横截面半径变为原来的时，截面面积变为原来的，长度是原来的n2倍：



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