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第三节
实验：导体电阻率的测量（一）
一、长度的测量即测量工具的选用
1.游标卡尺
①
构造
C往往用作测量外径尺寸，D往往用作测量内径尺寸。
②
分类及精度
游标卡尺分类
主尺最小刻度（mm）
游标刻度总长（mm）
精确度（mm）
10分度
1
9
0.1
20分度
1
19
0.05
50分度
1
49
0.02
③
读数规则
主尺读数：游标刻度之前的整刻度，如图为
游标读数：游标与主尺对齐的游标格数，如图为
最终读数：主尺读数由表读数精度，如图为
2.螺旋测微器
①
构造
使用方法：用螺旋测器测量物体的微小尺寸时，先使F与A接触，E的左边缘与B的零刻度线对正；将被测物体夹在F与A之间，旋转D，当F快靠近物体时，停止使用D，改用D，听到“喀喀”声时停止；然后读数。
②
精确度
测微螺杆每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5mm，可动刻度为50等分，每旋转一个可动刻度，测微螺杆前进或后退0.01mm，螺旋测微器又名千分尺。
③
读数规则
主尺读数：主尺单位为mm，0刻度一行为整刻度，无0刻度一行为半刻度，如图为6.5mm
游标卡尺：水平中线与游标卡尺对齐的刻度值，如图为22.5
最终读数：主尺读数游标读数精度，如图为
需要注意的是，螺旋测微器读数的结果有4位有效数字。
【典例1】某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图甲、乙所示.由图可读出D＝________
mm，d＝________
mm.
【答案】50.80 3.776(3.774～3.778均可)
【典例2】分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.
电表
所选量程
测量值
0～3
V
0～15
V
0～3
A
0～0.6
A
【答案】2.14
V 10.7
V 0.80
A 0.16
A
【解析】
0～3
V的最小分度为0.1
V，读数为2.14
V；
0～15
V的最小分度为0.5
V，读数为10.7
V；
0～3
A的最小分度为0.1
A，读数为0.80
A；
0～0.6
A的最小分度为0.02
A，读数为0.16
A.
【练习1】用游标卡尺可以测量某些工件的外径.在测量时，示数如图所示，则读数为_____mm.
【答案】11.50
【解析】
游标卡尺的主尺读数为11
mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05
mm＝0.50
mm，所以最终读数为：11
mm＋0.50
mm＝11.50
mm.
【练习2】读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的示数为________
mm，游标卡尺A的示数为________
cm，游标卡尺B的示数为________cm.
【答案】6.125 4.120 1.095
【练习3】如图为电流表和电压表的刻度盘.
(1)图甲使用0.6
A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3
A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.
(2)图乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为______V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示______V，图中表针示数为______V.
【答案】(1)0.02 0.44 0.1 2.20；(2)0.1 1.70 0.5 8.5
【解析】
(1)使用0.6
A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02
A，表针示数为0.44
A；当使用3
A量程时，每一小格为0.1
A，表针示数为2.20
A.
(2)电压表使用3
V量程时，每小格表示0.1
V，表针示数为1.70
V；使用15
V量程时，每小格为0.5
V，表针示数为8.5
V.
【练习4】用刻度尺测量一木板的长度如图所示，木板的长度应记为________cm。
【答案】10.41(或10.42、10.40均可)
【解析】
因为所用刻度尺的分度值为1
mm，所以应估读到小数点后的第2位。木板的长度是10
cm＋4
mm＋估计值，记作10.41
cm。(或10.42
cm、10.40
cm均可)
二、基本电路测量未知电阻的阻值
1.电流表的两种接法
测量原理
1.内接法
①
电路图
②
误差分析
电压表测量的是待测电阻和电流表的总电压，即
电流表测量的为通过待测电阻的真实电流I，所以电阻的测量值大于真实值，即
2.外接法
①
电路图
②
误差分析
电流表测量的是待测电阻和电压表的总电流，即
电压表测量的为加在待测电阻的真实电压，所以电阻的测量值小于真实值，即
综上所述，不论电流表内接还是外接，均会造成测量误差，这类由于实验本身造成误差称为系统误差。两种方法在选择时也需要通过一定的原理进行判断。
电流表接法
内接法
外接法
选择条件
根据串联分压可知，
根据并联分流可知，
选择方法
2.滑动变阻器的两种接法
①
限流式法
滑动变阻器的一部分被短路，一部分接入电流，改变接入电路的电阻长度，改变全电路的电流大小。最开始为了保护电路电表，滑动变阻器的滑片应在最左端。
②
分压式法
滑动变阻器一部分接入干路，一部分与测量电路部分并联，改变并联部分的电阻大小，改变测量电路部分的电压大小。最开始为了保护电路电表，滑动变阻器的滑片应在最右端。
根据滑动变阻器的接法的不同，选择方法也不同：
(1)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R，须用分压式接法；
(2)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式接法；
(3)负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不多，且电压、电流变化不要求从零开始时，可采用限流式接法；
(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总能耗较小．
【典例3】某同学测小灯泡正常发光时的电阻，可供选择的实验仪器如下：
小灯泡L(“3.8
V 0.3
A”)
电压表V(量程0～5
V，内阻5
kΩ)
电流表A1(量程0～100
mA，内阻4
Ω)
电流表A2(量程0～500
mA，内阻0.4
Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值10
Ω，额定电流1.0
A)
滑动变阻器R2(最大阻值500
Ω，额定电流0.5
A)
直流电源E(电压约为6
V，内阻不计)
开关S，导线若干
(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________；电流表应选________.
(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号.
【答案】(1)R1 A2 (2)如图所示
【解析】
(1)(2)(3)根据灯泡的额定电压和电流选择电压表和电流表，灯泡电阻较小，滑动变阻器较小，所以采用分压接法，如答案图所示。
【练习5】图是小组同学在测绘小灯泡的伏安特性曲线时的实物连接图.
(1)在虚线框中画出实验电路图；
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6
A，电压表量程为3
V.所示读数为：①________、②________、③________、④__________.两组数据得到的电阻分别为________和________.
【答案】见解析
【解析】
(1)由实物连接图可知电路图如图所示.
(2)电流表量程为0.6
A时，最小刻度为0.02
A，读数读到小数点后两位，所以①表示数为0.10
A，②表示数为0.24
A；电压表量程为3
V，最小刻度为0.1
V，应估读到0.01
V，所以③表示数为2.00
V，④表示数为0.28
V，灯泡两端电压小，通过灯泡的电流就小，故①④为同一组数据，②③为另一组数据，根据欧姆定律得R1＝≈8.3
Ω，R2＝＝2.8
Ω.
【练习6】在电学实验中，常常需要测量电学元件的电阻值，如：小灯泡、金属丝、电流表内阻、电压表内阻、待测电阻等。利用伏安法测量某电阻的阻值，有如下实验器材：
①待测电阻，阻值约为100
Ω
②电流表(量程0～0.3
A，内阻约0.125
Ω)
③电压表(量程0～15
V，内阻约5
kΩ)
④电源15
V
⑤滑动变阻器(阻值0～10
Ω，允许最大电流2
A)
⑥开关一个，导线若干条
请根据器材的规格和实验要求尽量减小误差，用铅笔画出实验电路图，再连接线路图。
【答案】见解析
【解析】
因滑动变阻器最大电阻只有10
Ω，采用限流接法时不能起到有效的保护作用，故应采用分压接法。待测电阻约为100
Ω，＞，故应采用电流表内接法，故原理图如图所示。根据原理图画出对应的实物图如图所示。
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实验：导体电阻率的测量（一）
一、长度的测量即测量工具的选用
1.游标卡尺
①
构造
C往往用作测量外径尺寸，D往往用作测量内径尺寸。
②
分类及精度
游标卡尺分类
主尺最小刻度（mm）
游标刻度总长（mm）
精确度（mm）
10分度
1
9
0.1
20分度
1
19
0.05
50分度
1
49
0.02
③
读数规则
主尺读数：游标刻度之前的整刻度，如图为
游标读数：游标与主尺对齐的游标格数，如图为
最终读数：主尺读数由表读数精度，如图为
2.螺旋测微器
①
构造
使用方法：用螺旋测器测量物体的微小尺寸时，先使F与A接触，E的左边缘与B的零刻度线对正；将被测物体夹在F与A之间，旋转D，当F快靠近物体时，停止使用D，改用D，听到“喀喀”声时停止；然后读数。
②
精确度
测微螺杆每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5mm，可动刻度为50等分，每旋转一个可动刻度，测微螺杆前进或后退0.01mm，螺旋测微器又名千分尺。
③
读数规则
主尺读数：主尺单位为mm，0刻度一行为整刻度，无0刻度一行为半刻度，如图为6.5mm
游标卡尺：水平中线与游标卡尺对齐的刻度值，如图为22.5
最终读数：主尺读数游标读数精度，如图为
需要注意的是，螺旋测微器读数的结果有4位有效数字。
【典例1】某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图甲、乙所示.由图可读出D＝________
mm，d＝________
mm.
【典例2】分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.
电表
所选量程
测量值
0～3
V
0～15
V
0～3
A
0～0.6
A
【练习1】用游标卡尺可以测量某些工件的外径.在测量时，示数如图所示，则读数为_____mm.
【练习2】读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的示数为________
mm，游标卡尺A的示数为________
cm，游标卡尺B的示数为________cm.
【练习3】如图为电流表和电压表的刻度盘.
(1)图甲使用0.6
A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3
A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.
(2)图乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为______V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示______V，图中表针示数为______V.
【练习4】用刻度尺测量一木板的长度如图所示，木板的长度应记为________cm。
二、基本电路测量未知电阻的阻值
1.电流表的两种接法
测量原理
1.内接法
①
电路图
②
误差分析
电压表测量的是待测电阻和电流表的总电压，即
电流表测量的为通过待测电阻的真实电流I，所以电阻的测量值大于真实值，即
2.外接法
①
电路图
②
误差分析
电流表测量的是待测电阻和电压表的总电流，即
电压表测量的为加在待测电阻的真实电压，所以电阻的测量值小于真实值，即
综上所述，不论电流表内接还是外接，均会造成测量误差，这类由于实验本身造成误差称为系统误差。两种方法在选择时也需要通过一定的原理进行判断。
电流表接法
内接法
外接法
选择条件
根据串联分压可知，
根据并联分流可知，
选择方法
2.滑动变阻器的两种接法
①
限流式法
滑动变阻器的一部分被短路，一部分接入电流，改变接入电路的电阻长度，改变全电路的电流大小。最开始为了保护电路电表，滑动变阻器的滑片应在最左端。
②
分压式法
滑动变阻器一部分接入干路，一部分与测量电路部分并联，改变并联部分的电阻大小，改变测量电路部分的电压大小。最开始为了保护电路电表，滑动变阻器的滑片应在最右端。
根据滑动变阻器的接法的不同，选择方法也不同：
(1)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R，须用分压式接法；
(2)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式接法；
(3)负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不多，且电压、电流变化不要求从零开始时，可采用限流式接法；
(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总能耗较小．
【典例3】某同学测小灯泡正常发光时的电阻，可供选择的实验仪器如下：
小灯泡L(“3.8
V 0.3
A”)
电压表V(量程0～5
V，内阻5
kΩ)
电流表A1(量程0～100
mA，内阻4
Ω)
电流表A2(量程0～500
mA，内阻0.4
Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值10
Ω，额定电流1.0
A)
滑动变阻器R2(最大阻值500
Ω，额定电流0.5
A)
直流电源E(电压约为6
V，内阻不计)
开关S，导线若干
(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________；电流表应选________.
(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号.
【练习5】图是小组同学在测绘小灯泡的伏安特性曲线时的实物连接图.
(1)在虚线框中画出实验电路图；
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6
A，电压表量程为3
V.所示读数为：①________、②________、③________、④__________.两组数据得到的电阻分别为________和________.
【练习6】在电学实验中，常常需要测量电学元件的电阻值，如：小灯泡、金属丝、电流表内阻、电压表内阻、待测电阻等。利用伏安法测量某电阻的阻值，有如下实验器材：
①待测电阻，阻值约为100
Ω
②电流表(量程0～0.3
A，内阻约0.125
Ω)
③电压表(量程0～15
V，内阻约5
kΩ)
④电源15
V
⑤滑动变阻器(阻值0～10
Ω，允许最大电流2
A)
⑥开关一个，导线若干条
请根据器材的规格和实验要求尽量减小误差，用铅笔画出实验电路图，再连接线路图。
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