第2讲基本的电学实验(教师)教程.doc

第2讲　电学基本实验 实验一　测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 热点一　测量仪器、仪表的读数 [例1]　(2015·海南单科，11)某同学利用螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径，测量结果如图 (b)所示。该工件的直径为________mm， [变式训练]1．使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图9所示，则甲、乙金属丝的直径分别为______mm，______mm。 解析　螺旋测微器的读数为h＝6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm答案6.860 解析　对图甲：固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。对图乙：金属丝的直径为4.8×0.01 mm＝0.048 mm。 答案2.150　0.048 热点二　电阻率的测量及实物连线 [例2]　(2014·山东理综，22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有： 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω； 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干。 回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)。 (2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据电路完成剩余部分的连接。 (3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________ V。 (4)导线实际长度为________ m(保留两位有效数字)。 解析　(1)因控制电路是限流式接法，而测量电路总电阻在3.0 Ω以上，为使测量电路有较大的调节范围，滑动变阻器应选用总阻值较大的R2。为了保证开关闭合时电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大，即开关闭合前滑片应置于a端。 (2)见答案图。 (3)由于电压表量程0～3 V，分度值为0.1 V，故读数为2.30 V。 (4)测量电路的总阻值R0＋Rx＝eq \f(U,I)＝4.60 Ω，则Rx＝1.60 Ω，由R＝ρeq \f(l,S)可知，l＝eq \f(RS,ρ)＝eq \f(1.60×1.0×10－6,1.7×10－8) m≈94 m。答案　(1)R2　a(2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确)　(4)94(93、95均正确) [变式训练]2．要测量一段阻值大约为5 Ω的均匀金属丝的电阻率，除刻度尺、螺旋测微器、电源E(电动势为3 V、内阻约为0.5 Ω)、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R、开关一只、导线若干外，还有电流表和电压表各两只供选择： A1(量程1 A、内阻约为1 Ω)、A2(量程0.6 A、内阻约为2 Ω)、 V1(量程3.0 V、内阻约为1 000 Ω)、V2(量程15 V、内阻约为3 000 Ω)。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图所示，则金属丝的直径为________mm。 (2)为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选________，电压表应选________。 (3)实验电路已经画出了一部分，如图所示，但尚未完整，请将该电路完整地连接好(Rx表示待测电阻)。 (4)若用刻度尺测得金属丝的长度为L，用螺旋测微器测得金属丝的直径为d，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则该金属丝的电阻率表达式为ρ＝________。 解析　(1)由螺旋测微器的读数规则可得，该金属丝的直径为0.5 mm＋35.0×0.01 mm＝0.850 mm； (2)因电源的电动势为3 V，所以电压表应选V1，因待测金属丝的电阻约为5 Ω，所以流过电流表的最大电流约为I＝eq \f(U,R)＝eq \f(3,5) A＝0.6 A，所以电流表应选A2。 (3)因为金属丝的电阻约为5 Ω，与电流表A2的内阻相差不多，因此采用电流表内接法误差较大，所以应采用电流表外接法，电路图如图所示。 (4)R＝eq \f(U,I)，R＝ρeq \f(L,S)，S＝π(eq \f(d,2))2，以上三式联立可得ρ＝eq \f(πUd2,4LI)。 答案　(1)0.850　(2)A2；V1　(3)图见解析　(4)eq \f(πUd2,4LI) 热点三　实验的拓展与创新(电阻的测量方法) 方法1　伏安法测电阻