第4讲实验测定金属的电阻率1.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图7－4－8所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．图7－4－8(1)从图7－4－8中读出金属丝的直径为________mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和假设干导线及以下器材：A．电压表0～3V，内阻10kΩB．电压表0～15V，内阻50kΩC．电流表0～0.6A，内阻0.05ΩD．电流表0～3A，内阻0.01ΩE．滑动变阻器，0～10ΩF．滑动变阻器，0～100Ω①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)②实验中实物接线如图7－4－9所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．图7－4－9错误1________________________________________________________________________错误2________________________________________________________________________解析：(1)金属丝的直径为d＝0.5mm＋17.9×0.01mm＝0.679mm.(2)电流表和电压表指针偏转大时测量误差小，所以电压表选A，电流表选C，滑动变阻器限流式控制电路时，其阻值为待测电阻的2～5倍为好，所以选E.此题难度中等．答案：(1)0.679(0.677～0.681mm均可)(2)①A C E ②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2：采用了电流表内接法2．一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并测得其直径为D，用多用电表测其电阻发现阻值小于1Ω.为提高测量的精度，他从图7－4－10器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(以以下图中用Rx表示)的电阻图7－4－103/3\nA．电源E：电动势为3.0V，内阻不计B．电压表V1：量程为0～3.0V，内阻约为2kΩC．电压表V2：量程为0～15.0V，内阻约为6kΩD．电流表A1：量程为0～0.6A，内阻约为1ΩE．电流表A2：量程为0～3.0A，内阻约为0.1ΩF．滑动变阻器R1：最大阻值5Ω，额定电流2.0AG．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ，额定电流1.0AH．开关S一个，导线假设干(1)实验时电压表选________；电流表选________；滑动变阻器选________(填元件符号)．(2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中说明元件符号．(3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件．(4)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，那么该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.答案：(1)B E F (2)见以以下图 (3)见以以下图 (4) 3.在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx.用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不管使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差．按如图7－4－11所示的电路进展测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差．利用该电路进展实验的主要操作过程是：第一步：先将R2的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1.第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式Rx＝________.图7－4－113/3\n解析：第一步对应的等效电路如图(甲)所示．那么Rx＋RA＋R1＝(甲) (乙)第二步对应的等效电路如图(乙)所示．那么RA＋R1＝，由以上两式求得：Rx＝－.答案：－4．某研究性学习小组设计了如图7－4－12图(1)所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱．图7－4－12(1)实验时，闭合K之前应将R的滑片P置于________(填“C”或“D”)端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，K1应置于位置________(填“1”或“2”)．(2)在一定条件下，用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图(2)所示(不计由于通电导致的化学变化)．实验中Rx的通电面积为20cm2，长度为20cm，用内接法测得Rx的阻值是3500Ω，那么其电阻率为________Ω·m.由图中对应曲线________(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为________%(结果保存两位有效数字)．解析：对于分压式电路，闭合电键K前要使测量电路电压最小，所以滑动变阻器滑片P应该置于D.电键K1置于1时，电压表直接接在待测电阻两端，属于电流表外接法．由电阻定律Rx＝ρL/S可得电阻率ρ＝RxS/L＝35Ω·m.因为内接法测得的电阻较大，电阻率也较大．由图中曲线1可知电阻率为35Ω·m对应的溶液浓度约为0.012.答案：(1)D 1 (2)35 1 0.011至0.014间的数据皆可3/3
