3．实验：导体电阻率的测量
[实验目标] 1．理解游标卡尺的原理，学会使用游标卡尺测量长度。
2．理解螺旋测微器的原理，学会使用螺旋测微器测量长度。
3．理解测量电阻率的实验原理及实验方法。
4．通过分组实验，学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。
实验1 长度的测量及测量工具的选用
一、游标卡尺
1．原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度的差值制成。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。
2．精度：对应关系为10分度0.1 mm，20分度0.05 mm，50分度0.02 mm。
3．读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，N表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋N×精度) mm。
二、螺旋测微器
1．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
2．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数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)。
实验2 金属丝电阻率的测量
一、实验目的
1．掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。
2．了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法。
二、实验原理和方法
由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。
1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理如图所示。
2．用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S。
3．将测量的数据代入公式ρ＝求金属丝的电阻率。
三、实验器材
被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
四、实验步骤
1．直径测定
用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S＝。
2．电路连接
按如图所示的原理电路图把实物图连接好，用伏安法测出电阻的阻值大小。
3．长度测量
用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。
4．U、I测量
把图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，在读数时动作要迅速，切忌长时间给金属导线通电，每测完一组数据立即断开开关S，并将测得的数据记入表格内，最后断开开关S。
5．拆去实验线路，整理好实验器材。
五、数据处理
1．在求Rx的平均值时可用两种方法
(1)用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值。
(2)用U-I图线的斜率求出。
2．计算电阻率
将记录的数据l、d以及求出的Rx的值代入电阻率计算公式ρ＝Rx ＝。
六、误差分析
1．金属丝直径、长度的测量带来偶然误差，直径的测量是产生误差的主要来源之一。
2．电流表外接法，R测3．通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)。
七、注意事项
1．为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值。
2．闭合开关S之前，一定要将实物图中滑动变阻器的滑片移到最左端。
3．测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变。
4．为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U-I图像法求出电阻。
类型一 实验原理与电路连图
【典例1】 在“测定金属丝的电阻率”的实验中：
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图所示，则该金属丝直径的测量值d＝________ mm。
(2)请根据如图甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小。
(3)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝________(用题目所给字母和通用数学符号表示)。
[解析] (1)螺旋测微器固定刻度示数为零，可动刻度示数为38.4×0.01 mm＝0.384 mm
故d＝0.384 mm。
(2)接法如图所示。
(3)根据欧姆定律有Rx＝
又Rx＝ρ，S＝
联立可得ρ＝。
[答案] (1)0.384(0.383～0.385均可) (2)见解析图 (3)
类型二 数据处理和误差分析
【典例2】 在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组(3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材按照图乙正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系，如图丙所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝________ Ω(保留两位有效数字)。
(4)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________。(π取3.14)
A．1×10-2 Ω·m B．1×10-3 Ω·m
C．1×10-6 Ω·m D．1×10-8 Ω·m
[解析] (1)螺旋测微器的读数为0＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm。
(3)图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离较远的点应舍去，如图所示。
图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.5 Ω。
(4)根据Rx＝ρ得金属丝的电阻率ρ＝＝＝ Ω·m≈1.12×10-6 Ω·m，故选项C正确。
[答案] (1)0.398(0.397～0.399均可) (3)见解析图 4.5(4.4～4.6均可) (4)C
类型三 创新实验设计
【典例3】 在工业生产中，常运用测定电学量的方法来测定某些溶液含离子的浓度。某同学利用图甲所示的电路模拟这一情形，测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板A、B，A板固定在左侧，B板可插在容器内不同位置。
(1)因缺少保护电阻，为保护电流表，开关闭合前B板应尽量靠近容器的________(选填“左”或“右”)侧，容器内应倒入________(选填“少量”或“大量”)食盐溶液。
(2)某次实验时，容器内有一定量的食盐溶液，且B板位于最右端，此时电流表示数如图丙所示，则此时电路中电流为________mA；要使测量中电流的读数变小一些，应________(选填“增加”或“减少”)容器内的食盐溶液。
(3)倒入适量食盐溶液后，将B板插在容器内不同位置，改变B、A两板的间距x，读取电流表读数I，测量多组数据，得到-x图线，如图乙所示。已知电源两端电压为3.0 V，容器内部底面长l＝20 cm，容器内溶液体积V＝120 cm3。求得该食盐溶液的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)。
[解析] (1)由电阻定律R＝ρ可知，B板越靠近右侧，溶液长度越长，电阻越大。食盐溶液浓度越低，阻值越大，所以应向容器内倒入少量食盐溶液。
(2)根据图丙可读出此时电路中电流为28.0 mA。要使测量中电流的读数变小一些，应增大电阻，故需要减少容器内的食盐溶液。
(3)由电阻定律有R＝ρ，由于V＝Sl，R＝，联立有＝·x，结合图线的斜率，有ρ＝＝×10-4Ω·m≈0.50 Ω·m。
[答案] (1)右 少量 (2)28.0 减少 (3)0.50
1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
由图得圆柱体的直径为________ mm，长度为________ cm。
[解析] 由题图甲可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5 mm，可动刻度示数为34.8×0.01 mm＝0.348 mm，螺旋测微器示数为1.5 mm＋0.348 mm＝1.848 mm；
由题图乙可知，游标卡尺主尺示数为4.2 cm，游标尺示数为8×0.05 mm＝0.40 mm，游标卡尺示数为42 mm＋0.40 mm＝42.40 mm＝4.240 cm。
[答案] 1.848(1.847～1.849均可) 4.240
2．某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，(已知电流表选0.6 A量程，电压表选3 V量程)，则它们的读数值依次是________mm、________ A、________ V。
[解析] 螺旋测微器的读数为d＝0.5 mm＋2.7×0.01 mm＝0.527 mm；电流表的读数为I＝0.42 A；
电压表的读数为U＝2.25 V。
[答案] 0.527(0.526～0.528均可) 0.42 2.25
3．某同学欲测量一阻值大约为10 Ω，粗细均匀的金属丝的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E(电动势为6.0 V)
B．电压表V(量程6 V，内阻约为8 kΩ)
C．电流表A1(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程3 A，内阻约为0.05 Ω)
E．滑动变阻器R1(最大阻值5 Ω，额定电流2 A)
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数L＝________cm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数D＝________mm。
(2)测量金属丝的电阻时，为了便于调节，测量的尽可能准确，实验中所用电流表应选用________(填所选仪器前的字母符号)，选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上。
(3)设测得金属丝的电阻为R，长度为L，直径为D，求得金属丝的电阻率为ρ＝________(用R、L、D三个物理量表述)。
[解析] (1)游标卡尺的固定刻度读数为52 mm，游标尺读数为0.05×7 mm＝0.35 mm，所以最终读数等于固定尺加上游标尺的读数之和为52 mm＋0.35 mm＝52.35 mm＝5.235 cm；螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.01×14.9 mm＝0.149 mm，所以最终读数等于固定尺加上可动尺的读数之和为2 mm＋0.149 mm＝2.149 mm(2.148～2.150 mm均可)。
(2)待测电阻的最大电流 Imax＝＝0.6 A，因此选择A1。
滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，则有>，电流表采用外接法，电路图如图所示。
(3)根据电阻定律R＝ρ，解得ρ＝。
[答案] (1)5.235 2.149(2.148～2.150均可) (2)C 见解析图 (3)
4．一根细长均匀的金属管线样品，长约60 cm，电阻大约 6 Ω，截面图如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为________ mm。
(2)实验室有如下器材：
A．电流表(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω)
B．电流表(量程3 A，内阻约0.03 Ω)
C．电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)
D．滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A)
E．滑动变阻器(15 Ω，3 A)
F．蓄电池(电压为6 V)
G．开关一个，带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(只填代号字母)
(3)将如图丙所示的实物电路补充完整。
(4)金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________。计算中空部分横截面积的表达式为S＝________。
[解析] (1)螺旋测微器固定刻度尺示数为1.0 mm，可动刻度尺示数为12.5×0.01 mm＝0.125 mm，故金属管线的外径d＝(1.0＋0.125) mm＝1.125 mm。
(2)由于电压表的量程为3 V，通过金属管线的最大电流Imax＝＝ A＝0.5 A，所以电流表应选择A；实验时，一般要求电表示数需要达到量程的到之间，所以电路中需要最大电阻Rmax＝＝ Ω＝15 Ω，则滑动变阻器选E。
(3)由于Rx<＝ Ω，所以电流表外接，而滑动变阻器的阻值R阻大约是Rx的2倍左右，滑动变阻器起限流作用。电路连线如图。
(4)金属管线中空部分的截面积S＝πd2－S金，所以还需要测量金属管线的长度L，由R＝ρ知，金属管线金属部分的面积S金＝ρ，金属管线中空部分的横截面积S＝πd2－ρ。
[答案] (1)1.125(1.124～1.126均可) (2)A E (3)见解析图 (4)管线长度L
5．在“测量金属的电阻率”实验中：
(1)利用螺旋测微器测量合金丝的直径d，某次测量时，螺旋测微器的示数如图甲所示，则该合金丝直径的测量值d＝________mm。
(2)若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式ρ＝________(用上述字母和通用数学符号表示)。
(3)按图乙所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
A．待测合金丝Rx(接入电路部分的阻值约5 Ω)
B．电源(电动势4 V，内阻不计)
C．电流表(0～3 A，内阻约0.01 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)
E．灵敏电流计G(满偏电流Ig为200 μA，内阻rg为500 Ω)
F．滑动变阻器(0～10 Ω，允许通过的最大电流1 A)
G．滑动变阻器(0～100 Ω，允许通过的最大电流0.3 A)
H．电阻箱R0(0～99 999.9 Ω)
为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________。(均填写仪器前的字母)
(4)按图乙所示的电路图测量合金丝的电阻Rx，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于________(选填“a”或“b”)端。
(5)某同学按照图乙电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R0＝14 500 Ω，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA的关系图线如图丙所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值Rx＝________Ω。
[解析] (1)由题图甲螺旋测微器可知，其示数为1 mm＋17.0×0.01 mm＝1.170 mm。
(2)合金丝的电阻R＝ρ＝ρ，解得电阻率ρ＝。
(3)电路最大电流约为I＝＝0.8 A，电流表应选择D；为方便实验操作滑动变阻器应选择F。
(4)由题图乙可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片应置于b端。
(5)根据题图乙所示电路，由欧姆定律可知，合金丝阻值Rx＝＝≈4.5 Ω。
[答案] (1)1.170 (2) (3)D F (4)b (5)4.5(共49张PPT)
3．实验：导体电阻率的测量
第十一章 电路及其应用
[实验目标] 1．理解游标卡尺的原理，学会使用游标卡尺测量长度。
2．理解螺旋测微器的原理，学会使用螺旋测微器测量长度。
3．理解测量电阻率的实验原理及实验方法。
4．通过分组实验，学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。
必备知识·自主预习储备
实验1 长度的测量及测量工具的选用
一、游标卡尺
1．原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度的差值制成。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 ___ mm。
2．精度：对应关系为10分度______ mm，20分度_______ mm，50分度_______ mm。
3．读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，N表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋N×精度) mm。
1
0.1
0.05
0.02
二、螺旋测微器
1．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为______ mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退______ mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退_______ mm，即螺旋测微器的精确度为_______ mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
0.5
0.5
0.01
0.01
2．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数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)。
2．用____________测量金属丝的长度l，用____________量得金属丝的直径，算出横截面积S。
3．将测量的数据代入公式_________求金属丝的电阻率。
毫米刻度尺
螺旋测微器
三、实验器材
被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
四、实验步骤
1．直径测定
用螺旋测微器在被测金属导线上的__________位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S＝______。
三个不同
2．电路连接
按如图所示的原理电路图把实物图连接好，用______法测出电阻的阻值大小。
伏安
3．长度测量
用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的______长度，反复测量三次，求出其平均值l。
4．U、I测量
把图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，在读数时动作要迅速，切忌长时间给金属导线通电，每测完一组数据立即断开开关S，并将测得的数据记入表格内，最后断开开关S。
5．拆去实验线路，整理好实验器材。
有效
六、误差分析
1．金属丝直径、长度的测量带来偶然误差，______的测量是产生误差的主要来源之一。
2．电流表外接法，R测____R真导致ρ测____ρ真(系统误差)。
3．通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)。
直径
<
<
七、注意事项
1．为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值。
2．闭合开关S之前，一定要将实物图中滑动变阻器的滑片移到最左端。
3．测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变。
4．为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U-I图像法求出电阻。
探究重构·关键能力达成
类型一 实验原理与电路连图
【典例1】 在“测定金属丝的电阻率”的实验中：
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图所示，则该金属丝直径的测量值d＝_______________________ mm。
0.384(0.383～0.385均可)
(2)请根据如图甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小。
见解析图
(3)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝________(用题目所给字母和通用数学符号表示)。
类型二 数据处理和误差分析
【典例2】 在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为__________________________ mm(该值接近多次测量的平均值)。
0.398(0.397～0.399均可)
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组(3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材按照图乙正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
见解析图
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系，如图丙所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝_________________ Ω(保留两位有效数字)。
4.5(4.4～4.6均可)
(4)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________。(π取3.14)
A．1×10-2 Ω·m B．1×10-3 Ω·m
C．1×10-6 Ω·m D．1×10-8 Ω·m
C
[解析] (1)螺旋测微器的读数为0＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm。
(3)图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离较远的点应舍去，如图所示。
图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.5 Ω。
类型三 创新实验设计
【典例3】 在工业生产中，常运用测定电学量的方法来测定某些溶液含离子的浓度。某同学利用图甲所示的电路模拟这一情形，测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板A、B，A板固定在左侧，B板可插在容器内不同位置。
(1)因缺少保护电阻，为保护电流表，开关闭合前B板应尽量靠近容器的________(选填“左”或“右”)侧，容器内应倒入________(选填“少量”或“大量”)食盐溶液。
(2)某次实验时，容器内有一定量的食盐溶液，且B板位于最右端，此时电流表示数如图丙所示，则此时电路中电流为________mA；要使测量中电流的读数变小一些，应________(选填“增加”或“减少”)容器内的食盐溶液。
右
少量
28.0
减少
0.50
应用迁移·随堂评估自测
1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
由图得圆柱体的直径为________________________ mm，长度为________ cm。
2
4
3
题号
1
5
1.848(1.847～1.849均可)
4.240
[解析] 由题图甲可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5 mm，可动刻度示数为34.8×0.01 mm＝0.348 mm，螺旋测微器示数为
1.5 mm＋0.348 mm＝1.848 mm；
由题图乙可知，游标卡尺主尺示数为4.2 cm，游标尺示数为8×0.05 mm＝0.40 mm，游标卡尺示数为42 mm＋0.40 mm＝42.40 mm＝4.240 cm。
2
4
3
题号
1
5
2．某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，(已知电流表选0.6 A量程，电压表选3 V量程)，则它们的读数值依次是______________________mm、________ A、________ V。
2
4
3
题号
1
5
0.527(0.526～0.528均可)
0.42
2.25
2
4
3
题号
1
5
[解析] 螺旋测微器的读数为d＝0.5 mm＋2.7×0.01 mm＝
0.527 mm；电流表的读数为I＝0.42 A；
电压表的读数为U＝2.25 V。
3．某同学欲测量一阻值大约为10 Ω，粗细均匀的金属丝的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E(电动势为6.0 V)
B．电压表V(量程6 V，内阻约为8 kΩ)
C．电流表A1(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程3 A，内阻约为0.05 Ω)
E．滑动变阻器R1(最大阻值5 Ω，额定电流2 A)
2
4
3
题号
1
5
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数L＝________cm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数D＝______________________mm。
2
4
3
题号
1
5
5.235
2.149(2.148～2.150均可)
(2)测量金属丝的电阻时，为了便于调节，测量的尽可能准确，实验中所用电流表应选用________(填所选仪器前的字母符号)，选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上。
(3)设测得金属丝的电阻为R，长度为L，直径为D，求得金属丝的电阻率为ρ＝________(用R、L、D三个物理量表述)。
2
4
3
题号
1
5
C
见解析图
2
4
3
题号
1
5
[解析] (1)游标卡尺的固定刻度读数为52 mm，游标尺读数为0.05×7 mm＝0.35 mm，所以最终读数等于固定尺加上游标尺的读数之和为52 mm＋0.35 mm＝52.35 mm＝5.235 cm；螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.01×14.9 mm＝0.149 mm，所以最终读数等于固定尺加上可动尺的读数之和为
2 mm＋0.149 mm＝2.149 mm(2.148～2.150 mm均可)。
2
4
3
题号
1
5
4．一根细长均匀的金属管线样品，长约60 cm，电阻大约 6 Ω，截面图如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为_______________________ mm。
2
4
3
题号
1
5
1.125(1.124～1.126均可)
(2)实验室有如下器材：
A．电流表(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω)
B．电流表(量程3 A，内阻约0.03 Ω)
C．电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)
D．滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A)
E．滑动变阻器(15 Ω，3 A)
F．蓄电池(电压为6 V)
G．开关一个，带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(只填代号字母)
2
4
3
题号
1
5
A
E
(3)将如图丙所示的实物电路补充完整。
2
4
3
题号
1
5
见解析图
(4)金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是_________。计算中空部分横截面积的表达式为S＝_______。
2
4
3
题号
1
5
管线长度L
2
4
3
题号
1
5
2
4
3
题号
1
5
5．在“测量金属的电阻率”实验中：
(1)利用螺旋测微器测量合金丝的直径d，某次测量时，螺旋测微器的示数如图甲所示，则该合金丝直径的测量值d＝________mm。
2
4
3
题号
1
5
(2)若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式ρ＝________(用上述字母和通用数学符号表示)。
1.170
(3)按图乙所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
A．待测合金丝Rx(接入电路部分的阻值约5 Ω)
B．电源(电动势4 V，内阻不计)
C．电流表(0～3 A，内阻约0.01 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)
E．灵敏电流计G(满偏电流Ig为200 μA，内阻rg为500 Ω)
2
4
3
题号
1
5
F．滑动变阻器(0～10 Ω，允许通过的最大电流1 A)
G．滑动变阻器(0～100 Ω，允许通过的最大电流0.3 A)
H．电阻箱R0(0～99 999.9 Ω)
为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________。(均填写仪器前的字母)
2
4
3
题号
1
5
(4)按图乙所示的电路图测量合金丝的电阻Rx，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于________(选填“a”或“b”)端。
D
F
b
(5)某同学按照图乙电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R0＝14 500 Ω，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA的关系图线如图丙所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值Rx＝________Ω。
2
4
3
题号
1
5
4.5
2
4
3
题号
1
5
