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高中三年级物理

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    实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等。
    (1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:(请填写第②步操作)
    ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔;选择电阻档“×1”;
    ②________________________________________________________________;
    ③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数如图(a)所示。

    (2)根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图(b)的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻;
    (3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如下图所示,金属丝的直径为_________mm;

    (4)根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。(结果保留两位有效数字)
    (5)他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数。请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。(只需写出简要步骤) _________________________________________________________________________
    本题信息:2007年广东省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 “实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选...” 主要考查您对

螺旋测微器

实验:伏安法测电阻

电阻定律、电阻率

实验:练习使用多用电表

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固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度,所以在最小刻度后应再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值。如图中的读数应该是6.702mm。

知识点拨:

使用螺旋测微器应注意以下几点:

(1)测量时,在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮,而改用微调旋钮,避免产生过大的压力,既可使测量结果精确,又能保护螺旋测微器。

(2)在读数时,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。

(3)读数时,千分位有一位估读数字,不能随便扔掉,即使固定刻度上的水平刻线正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分位上也应读取为“0”.如下图所示。


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:



练习用多用电表(万用表)测电阻:

实验目的:

练习使用多用电表测电阻。
实验原理:
多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满度电流约几十到几百mA,转换开关和测量线路相配合,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图所示,当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有
   
    Ig== (1)
    当电笔间接入待测电阻Rx时,有
    Ix= (2)
    联立(1)、(2)式解得 
    = (3)
    由(3)式知当Rx=R时,Ix=Ig,指针指在表盘刻度中心,故称R为欧姆表的中值电阻,由(2)式或(3)式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I,如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接读出它的阻值。
    由于电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处。
实验器材:
多用电表,标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个,小螺丝刀。
实验步骤:
1、机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。
2、选挡:选择开关置于欧姆表“×1”挡。
3、短接调零:在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处,若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池。
4、测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔。
5、换一个待测电阻,重复以上2、3、4过程,选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定,可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。
6、多用电表用完后,将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡,拔出表笔。
注意事项:
1、多用电表在使用前,应先观察指针是否指在电流表的零刻度,若有偏差,应进行机械调零。
2、测量时手不要接触表笔的金属部分。
3、合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度附近(可参考指针偏转在~5R的范围)。若指针偏角太大,应改换低挡位;若指针偏角太小,应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零,读数时应将指针示数乘以挡位倍率。
4、测量完毕后应拔出表笔,选择开头置OFF挡或交流电压最高挡,电表长期不用时应取出电池,以防电池漏电。 
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