测定金属的电阻率.docx

一、说明测定金属的电阻率要求学会使用螺旋测微器，学会用伏安法测量电阻的阻值，用电阻的定义式求电阻率；会处理该实验中出现的仪器选择、电路连接方式及误差分析、电阻率计算等综合问题。测定金属的电阻率是电学实验中最为核心的内容，一直是对实验知识和实验能力的综合考查的最正确切入点，新课改高考大纲与原来的考试大纲要求相同。二、例如例1.在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长度和直径。现用最小分度为Imm的米尺测量金属丝长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为mm.在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法：。例2.1用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如下图，此示数为。2）利用图中给定的器材测量电压表V的内阻图中B为电源内阻可忽略不计，R为电,阻箱，K为电键。将图中实物连接为测量所用的电路。写出实验中必须记录的数据用符号表示，并指出各符号的意义:O用中记录的数据表示RV的公式为Ri例3.用以下器材测量一待测电阻Rr的阻值（9001000）o电源E,具有一定内阻，电动势约为9.0V;电压表V,量程为1.5V,内阻=750Q;电压表V2,量程为5V,内阻n=2500Q;滑动变阻器K,最大阻值约为100Q;单刀单掷开关K,导线假设干。1测量中要求电压表的读数不小于其量程的1，试根据右图所示仪3器画出测量电阻尺的一种实脸电路原理图原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注。2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.3假设电压表Vl的读数用Ul表示，电压表V2的读数用S表示，那么由量和测得量表示凡的公式为R钎。例4.利用螺旋测微器、米尺和图所示的器材（其中电流表的内阻为1Q,电压表的内阻为5kC）测量一根粗细均匀的阻值约为5Q的金属丝的电阻率。1用实线代替导线，将图中的器材连接成实物也路图，要求尽量防止交叉，电流表、电压表威该选择适宜的量程电源的电动势为6V,滑动变阻器的阻值为。20Q。2）实脸时螺旋测微器测量金属丝的直径和米尺测量金属丝的长度示数如图1所示，电流表、电压表的读数如图所示，由图可以读出金属图2丝两端的电压U=,流过金属丝的电流强度/二,金属丝的长度L=Cm,金属丝的直径d=mm。例题参考答案1. 972.0：方法略解析：在铅笔上紧密排绕金属丝N匝，用来尺量出该N匝金属丝的宽度。，由此可以计算得出金属丝的平均直径为DNo2. (1)8.116(2)连线如解析图所示。品、/?2,它们是电阻箱的两次读数；S、5,它们是相应的电压表的两次读数U2R2-UR解析：(1)螺旋测微器读数为：8mm÷l1.6×0.01mm=8.116mm:(2)将各元件串联如右图所示，E = Ui+丸RRV,E = U2+力 R2,解得，RVRU2R2-UR3.答案：1)如以下图1所示。利用改变R,测出U,由闭合电路欧姆定律可解出Ry。2)如右上图-64U 内答图12所示。菱u,-4或l(解析：1由滑动变阻器R约为IOoQ知，用分压式接法，将V1、V2选一个代替G),利用伏安法测出RX阻值。2)实物连图如答案中图2所示。3对图有5+幺=%，解得凡=。对图有U,=幺4+U,解得="二4小4&r2U2vU2U14.答案：(1)实验连线图如右图所示.(2)2.152.19V0.44A30.501.850解析：由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流袁外接法：由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A、B、C''或"A、B、D''几个接线柱；由题图可以看出电流表应该连接“+”接线柱和“0.6”接线柱+,电压表应该连接“十”接线柱和“3”接线柱。三、知识全解1 .实验目的：(1)掌握滑动变阻器在电路中的两种连接方式。(2)学会正确使用螺旋测微器。(3)掌握伏安法测量电阻阻值的原理和方法。(4)测定金属的电阻率。2 .实验原理根据电阻定律R=p!,只要测出金属导线的长度L和它的直径d,计算出导线的横截面积S,用伏S安法测量出金属导线的电阻R,即可计算出金属导线的电阻率。3 .实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、电键及导线、被测金属导线.4 .实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属导线的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d,计算出导线的横横面积So次数123平均值d/mmSmm2(2)按右上图所示电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器调到最大。(3)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，求出其平均值小次数123平均值LL/mm(4)电路经检查无误后，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/和U的值，记入记录表格内.断开开关S,求出电阻R的平均值。次数123平均值123(5)将测得的R、L."的值代入电阻率计算公式P=空中，计算出金属导线的电阻率。1.4L(6)拆去实险线路，整理好实验器材。5 .误差分析外接法时，测得的电阻为金属丝电阻与电压表内阻并联后的总电阻，R测VR更。内接法时，测得的电阻为金属丝电阻与电流表内阻串联后的总电阻，Rmi>Riio课标链接：该实验是经典的学生实验，便于出“源于教材又高于教材''的创新题，侧重考查综合素质和利用根本原理、方法进行创新的能力，无论原来的考试大纲，还是新课标考试大纲，都对该实脸有很高的要求，几乎每年的高考都要考查，因而必须予以足够的重视。四、知识关联1,螺夜测微器的镇救(1)工作原理:每转一周，螺杆运动一个螺距0.5mm,将它等分为50等份，那么每转一份即表示0.01mm,故它精确到0.0Imm即千分之一厘米，故又叫千分尺。(2)读数方法：先从主尺上读出露出的刻度值，注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线，不要漏读半毫米值。再读可动刻度局部的读数，看第几条刻度线与主尺线重合注意估读，乘以0.0Imm即为可动读数，再将固定与可动读数相加即为测量值。注意：螺旋测微器读数如以mm为单位，小数点后一定要读够三位数字，如读不够，应以零来补齐。(3)螺旋测微器的主尺读数应注意半毫米线是否露出.(4)螺旋测微器的可动局部读数时，即使某一线完全对齐，也应估读零，例1如图是千分尺的示意图(1)图中所标的各局部依次叫做：；©。(2)在测量时，当快要接触被测物体时要停止使用，改用，目的是既可以，又能。(3)千分尺中精密螺纹的螺距为mm,其可动刻度分为50等分，每一小格表示mm。答案：(1)测砧；测微螺杆；固定刻度；可动刻度；旋钮；微调旋钮；(2)；：保护仪器；保证测量结果准确；(3)0.5;0.01变式练习1.用螺旋测微器测量长度时，可以精确到m,读数应该读到mm.读出以下图四种情m mm法O电况下的测量结2、实脍的考京须(1)因为一般金属阻较小，所以用外法，而不是内接(2)测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度.在金属导线的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径儿(3)闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置。(4)星次测量U、/,先计算R,再求R平均值。(5)电流不宜过大，通电时间不宜过长，否那么电阻率要变化，安培表一般选00.6A挡。【例2】在做“测定金属的电阻率”实脸时，以下操作中正确的选项是()A.假设待测金属导线是漆包线，应用火烧去外表的漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮掉漆皮，而两端接头局部那么要用砂布打磨干净，以保证电路接触良好B.用米尺反复测量3次导线的总长度，求出平均值Z,然后将导线接入测量电路中C.估计待测金属导线的电阻值大小，选择适宜仪器和实验电路D.合上开关S,不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流和电压数值，计算出导线的电阻R解析：B项应将电阻先接入电路中，再三次测其有效长度。D项中每次改变滑动变阻器接入电路中的有效长度时应先断开开关，否那么因通电时间过长，电阻丝发热影响测量结果。答案：AC变式练习2.在“测定金属的电阻率”实脸中，以下操作中错误的选项是()A,用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测一次直径，算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接线路，星次测量后算出其平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变3,电流表内接法、外接法的选择RR伏安法测电阻有如图a、b两种接法，a叫电流表外接法，b叫电流表内按法。外接法的系统误差是由电压L-(V)-JI(V)I表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外Ab接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。如果被测电阻阻值为伏特表和安培表的内阻分别为R，、假设4V质示7,那么采用外接法;假设&灰瓦,那么采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点,而将右端第一次接b点，第二次按C点，观察电流表和电压表示数的变化。假设电流表示数变化大,说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；假设电压表读数变化大，说明被浏电阻是小电阻，应该用外接法测量。这里所说的变化大，是指相对变化，即川和AU/U。（甲）（乙）【例3】“测量金属的电阻率''实验中要利用伏安法测电阻，用伏安法测电阻时，通常可采用如下图的甲乙两种电路.试分析两种电路测电阻时的系统误差。解析：（1）在甲图又称电流表“外接法”中，/=巳=一工，Rn=Z =匹,即仆 </， / + /yIx Ix相对误差=国× 1（X）% = RR +RVX100% = X 1(X)% O 故当 RrIVVRv 时，采用“外接法”。 (T) 在乙图又称电,流表“内接法”中，/?测=幺=勺 =与+ &, R” 与，即>R",相对误差"测一X100% =旦XIO0%。故当时>>&时，用“内接法”。变式练习3.有一待测电阻R、，无法估计其粗略值，某同学应用伏 安法进行测量，按如下图的甲、乙两种电路各测一次，用图甲测 得的数据是2.9V、4.0mA：用图乙测得的数据是3.0V、3.0 mA。 由此可知，用图测量的值误差较小，测量值R。LVJ甲4.滑动支限武的两种模凄滑动变阻器在实脸电路中常用的接法有两种，分别用图a、b 两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法.（1）通常情况下，由于限流也路能耗较小，因此，优先考虑以限流接法为主。R, RIcr-H3Hz5-L（2）在下面三种情况下必须要选择分压接法题目所提供的实脸仪器，电表量程或待测也阻的最大允许电流小于限流电路中最小电流。滑动变阻器总电阻远小于被测电阻。要求待测电阻的电压从零开始连续变化。【例4】用伏安法测量一个定值也阻的阻值,备用器材如下:待测电阻R:（阻值约为25 kQ）;电流表A2：量程500A,内阻300。；电压表V2：（量程50 V,内阻500kQ）;滑动变阻器R:（最大阻值IkQ）;为了尽量减小实脸误差，要求测多组数据。（1）电流表应选，电压表应选。（2）画出实脸也路图。解析：（1）器材选择测量也路从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑,电流表A:量程100A,内阻2kQ;电压表V:（量程10V,内阻IOokQ）;电源£:（电动势15V,允许最大电流1A）;电键S,导线假设干两电表及电,表与电源间的配置要合理。注意到电源电动势远小于也压表V2的量程，而跟也压表Vl的量程较接近，假设选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的1/3,读数寻误差太大，所以选用Vl较恰当；而此时通过电流表的最大电流Im="=一JA=400A,因此，电流表Az与VI配置较好。fnR12.5×104（2）也路选择控制电路电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑。假设采用限流电路控制，注意到测量局部的总电阻约为20kQ,远大于滑动变阻器的总电阻（IkO）,要保证电表平安，变阻器分得的电压至少为5V,阻值应调到IOkQ,显然，限流不能起到保证电表平安的作用，更不能进行有效调节，所以，只能采用分压也路控制，实脸电路如下图。变式练习4.某待测电阻RI的阻值在80IOoQ之间，现要测量其电阻的阻值，实脸室提供如下器材:A.电流表A（量程0.9mA、内阻门=10Q）B.电流表A2量程300A内阻n约为30）C.电流表A3量程0.6A、内阻小约为0.2。D.电压表量程15V、内阻约为20kQE.定值电阻R)=20QF.滑动变阻器R,最大阻值约为10。G.电源E(电动势4V)H.开关S、导线假设干(1)在上述提供的器材中，要完成此试脸，应选用填字母代号；(2)测量要求电压表读数不得小于其量程的1/3,请你在虚框内画出测量电阻Rr的一种实睑电路原理图图中元件用题干中相应的英文字母标注J(3)用量和测量的量表示Rr的表达式Rr=.说明式中各字母所表示的物理量：。5,实险器材的选择选择适宜的实验器材是减小实验误差、顺利完成实险的前提.包括：电压表、电流表、滑动变阻器等1的选择.选择实验器材前首先要了解器材的性质、特点包括量程、刻度、结构等i然后从器材的量程、允许通过的电流或所加的电压、测量的准确程度或从减小误差的角度、器材的平安使用、操作的方便、实验目的的到达等方面考虑。【例5】一电阻额定功率为0.01W,阻值不详，用欧姆表粗测其阻值约为40kQ。现有以下仪表元件，试设计适当的电路，选择适宜的元件，较精确地测定其阻值。(1)电流表，量程0300A,内阻150Q：(2)电流表，量程01000A,内阻45Q;(3)电压表，量程03V,内阻6kQ;(4)电压表，量程015V,内阻30kQ:(5)电压表，量程050V,内阻Iook。；(6)干电池两节，每节电动势为1.5V：(7)直流稳压电源，输出电压6V,额定电流3A;(8)直流电源，输出电压24V,额定电流0.5A;(9)直流电源，输出电压100V,额定电流0.1A;(10)滑动变阻器，050Q,3W：(11)滑动变阻器，02kQ,1W;(12)电镀一只，连接导线足量。解析：由于现有器材中有电流表和电压表，故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值。又因待测电阻为一大电阻，其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近，故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多，因此，假设用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电压，只能采用分压接法，如下图否那么变阻器不能实现灵敏调节。为了确定各仪表、元件的量程和规格，首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算：最大电流=A=5×104A=500A;最大电压XR=20V。由于实脸中的电流和电压可以小于而不能超过待测电阻的额定电流和额定电压，现有两个电流表内阻相近，由内阻所引起的系统误差相近，而量程01000A接入电路时，只能在指针半偏转以下读数，引起的偶然误差较大，应选用量程为0300A的电流表。这样选用电流表后，待测电阻上的最大实除电压约为3xl04x40xl()3v=12V,故应选用量程为15V的电压表，由于在图所示的电路中，要实现变阻器在较大范围内灵敏调节，电源电压应比待测电阻的最大实际电压高，故电源应选输出电压为24V一种其额定电流也远大于电路中的最大实际电流，故可用。关于变阻器的选择，由于采用分压接法，全部电源电压加在变阻器上。假设是把050Q的变阻器接入电路，其上的最小电流对应于待测电路断开约为竺A=O.5A,最小功率约为0.25x50W=12.5W,50远大于其额定功率：而02kQ的变阻器接入电路，其最大电流对应于滑动键靠近图中变阻器A端约等于并联电路的总电流，为0.0136A,小于其额定电流0.2024A,故应选02kC)的变阻器。变式练习5.实验室中现有器材如实物图所示，有：电池E,电动势约10V,内阻约1Q：电流表A,量程约10A,内阻约为0.2。；A1A2电流表Az,量程300mA,内阻巴约5。：电流表A3,量程250mA,内阻门约5Q：电阻箱Ri,最大阻值999.9Q,最小阻值改变量为0.1。；滑线变阻器&,最大值100。；开关S;导线假设干。要求用右图所示的电路测量图中电流表A的内阻。(1)在所给的三个电流表中，哪个可以用此电路精确测出其内阻？答：。(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。(3)你要读出的物理量是。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是。变式练习6.某电压表内阻在2050kC之间，现要测量其内阻，实险室提供以下可供选用的器材:待测电压表V(量程3V);电流表A(量程200A);电流表A2(量程5mA);电流表；A3(量程0.6A);滑动变阻器R(最大阻值IkC)：电源风电动势4V)；电键S。(1)提供的电流表中，应选用填写字母代号。(2)为了尽量减小误差，要求测多组数据，试在方框中画出符合要求的实验电路图。，附：变式练习参考答案"卅(RX +G11 .IO-5;10-3；3.!39×10;5.042;11.630:5.485×10与Ro并联，Ii=-2m+-=550A> -w,测量电路Rt与A2串联后与Ro并联。2 .AC3 .答案：乙；1000解析：方法一：采用题甲图时Ritt=彳=言，Q=725Q<晶。采用乙图时RiW=牛=UM=100oQ>“。即范围为725Q<VlOOOQ学生用也压表3V挡的内阻约为3000。，电流表毫安表内阻在零点几欧到零点零几欧左右，由待测电阻范围可知&>>不成立，心<<成立。故采用题乙图也流表内接法测量，测量值为IOoo130为了方法二：两种接法中两表示数变化分别为：AU=Iq-UzI=SlV,=,-Z2=1.0mA,华=与可见电流表示数的变代较电压表示数明显，说明甲图中电压表的分流作用较大。Z133减小误差，应采用电流表内接法，R=-30.Q=100OQoX/3.0×10434 .答案：(I)ABEFGH(2)如右图所示。4%-zj,门为Al表的内阻，RO为定值电阻，4为Al表示数，上为Az表示数*2解析：(1)根据测电阻实验原理、给定器材及实验要求，确定测电阻的方法“伏安法”，从而选择实脸器材。(2)滑动变阻器的限值R<10R电表量程较小，控制也路采用分压电路；“伏安法”测电阻，测量中要求电压表读数不得小于其量程的1/3,Al表测大电流，Az表测小1W，2卅(%+4)1电流，如果A2、RO串联后与凡并联，Ii=-I2m+-=137.5pA<-/2m,如果A2、Rt串联后3Rx3(3)由a-，?)吠=/2(凡+彳)得:5 .答案：(1)电流表Al不能精确测出其内阻，因这时图中的电流表A'应为A2、A3中的一只，这使得电流表Al中的电流不能超过300mA,其指针的偏转极其微小，误差很大。而A2、A3可用此电路精确测出其内阻。(2)假设测r½实物连线如以下图所示。(3)A、A,两电流表的示数/、和电阻箱的阻值R,RA=一6 .答案：(I)A;(2)电路如以下图所示解析：电压表可视为一特殊的电阻，第一它的阻值较大；第二该电阻的电压可以从表盘的示数上读出，测电表的内阻时应注意的就是不要超出它的量程，此题电源电动势E=4V,滑动变阻器的最大阻值Ro=IkC,这样，如果滑动变阻器与电压表电阻串联，电压表所获得的电瘟就超过了它的量程(3V),因此必须采用分压电路，电路连线如上图所示.在不超过电压表量程(3V)的前提下，通过电压表的电流0=",RV在2050k。之间，电流最大/0=.5*10%=150A°因此也流表选Ai。五、配套练习1 .伏安法测电阻时，为了提高测量的精度，可在连接电路时，采用如下图电路，将电压表的一端P预留出来，使P分别跟4、人两点接触一下，同时注意观察电流裘、电压表的示数，那么下面的决定正确的选项是()A.两次比拟假设电流表A示数变化显著，那么P应接在点B.两次比拟假设电流表A示数变化显著，侧P应按在点C.两次比拟假设电压表V示数变化显著，那么P应接在4点D.两次比拟假设电压表V示数变化明显，那么P应接在力点2 .用伏安法测电阻的实险中，按实验要求选用的电压表的最小分度为0.1V,电流表的最小分度为0.02A。某同学记录的各组数据见下表：12345UN0.811.211.71.792.51Z/A0.160.2420.3380.4220.502在这五组数据中，有效数字位数不符合要求的是第组，数据有过失的是第组,3 .有一待测电阻Rxf无法估计其粗略值.某同学应用伏安法进行测量，按图所示甲、乙两种电路各测一次，用图甲测得的数据是5.9V、6.0mA;用图乙测得的数据是6.0V、5.0mA。由此可知，用图测量的值误差较小，测量值R=。4 .用图(a)中所给的实验器材测量一个“12V5W”的小灯泡在不同电压电源(a)下的功率，其中电流表有3A、0.6A,两挡，内阻可忽略，电压表有15V、3V两挡，内阻很大，测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从OV调到12Vo(1)按要求在实物图上连线其中局部线路已经连好.(2)某次测量时电流表的指针位置如图(b)所示，其读数为A。5 .从表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表Al的内阻门，要求方法简捷、有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据.器材代号规格电流表A1量程IOmA,内阻待测约40Q电流表(A2)量程500A,内阻二75OQ电压表V量程10V,内阻=IokQ电阻&阻值约为Io0Q,作保护电阻用滑动变阻器总限值约为50电池(E)电动势1.5V,内阻很小电建S、导线假设干(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号.(2)假设选测量数据中的一组来计算八，那么所用的表达式为厂产，式中各符号的意义是。6 .一阻值约为30kQ的电阻R,欲用伏安法较准确地测出它的阻值。备选器材有:A.电源(E=16V,=2Q);B.电源E=3V,=0.5):C.电压表量程015V,内阻50kQ；D.电压表量程03V,内阻IOkQ;E.电流表量程0500A,内阻500Q；F.也流表量程0-lmA,内阻250Q;G.滑动变阻器阻值。200Q；H.电键一只，导线假设干。11从上述器材中选出适宜的有用的器材：用字母表示。2在方框中画出实验电路图。7 .如下图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实脸所需器材的实物图，器材规格如下：30.6 +(1)待测电阻&阻值约为IOQ):(2)直流电流表量程00.6A,内阻5Q;量程03A,内阻1Q：(3)直流电压表量程03V,内阻IOkQ:量程015V,内阻15kQ);(4)直流电源输出电压6V,内阻不计)：(5)滑动变阻器阻值范围。50Q,允许通过的最大电流1A；开关一个，连接用导线假设干根。要求较准确地测出待测电阻的阻值，试根据器材规格和实验要求，求解以下问题：(1)电流表的量程应选，电压表量程应选。(2)应采用电流表法。(3)在实物图上连线。8 .用如下图电路测量一个阻值较大的未知电阻R的阻值电路不完整，S,为单刀双掷开关，。、b和c、d均为接线柱，其中一处接人一个电阻Ro,另一处接入一个电表电流表或电压表。(1)在图中补上所需要的元件。(2)实脸时，先合S,将S'打到1,电表读数为,再将S'打到2,电表读数为”,(a)(b)那么Rx=。9 .图(a)所示是“用伏安法测量电阻”的实险电路图，只是电压表未接入电路中，图(b)是相应的实验器材，其中待测量的未知电阻RV阻值约为1kQ,电流表量程20mA、内阻小于IQ,电压表量程15V、内阻约1.5k。，电源输出电压约12V。滑动变阻器甲的最大阻值为200Q,乙的最大阻值为20o在图(a)的电路图中把电压表接到正确位置。(2)根据图(a)的电路图将图(b)的实物连成实验电路。(3)说明本实险电路中两个滑动变阻器所起的作用有何不同。10 .有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方正方形内圆，如下图.此金属材料质量约为0.10.2kg,长约为30cm,电阻约为IOQ。这种金属的电阻率为Q,密度为。0。因管线内径太小，无法直接测量，请根据以下提供的实验器材，设计一个实脸方案测量其内径乩A,毫米刻度尺B.螺旋测微器C.电流表(600mA,10)D.电流表(3A,0.1)E.电压表(3V,6kO)F.滑动变阻器(2kQ,0.5A)G.滑动变阻器(10Q,2A)H.直流稳压电源(6V,0.05)1 .开关一个，带夹子的导线假设干(1)除待测金属材料外，应选用的实验器材有只填代号字母。(2)据图，画出你所设计方案的实脸电路图，并把所选仪器连成实E示测量电路。(3)用的物理常量和所测得的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式.配套练习参考答案：1. BCG)变化显著，说明。分流大，应选用G)内接法：。示数变化大，说明G)分压大，应选用G)外接法。2 .答案：1、3;4解析：1组中的电流应为小数点后3位数，3组中的电压应为小数点后2位。4组中U与其他组差太多，故为错误。3 .答案：乙；1200。解析：因为®变化了一竺一rxl00%=16.7100%:。变化了"alOO%=L671OO%J5.0×103J6.0故。变化小，应选乙图，R:一F6.0古百kf=L2k11.4 .答案：电流表选0.6A量程，0.6A接到灯泡左端。电压表选15V量程，15V接到灯泡左端。滑动变阻器分压式按法，左下端按电源正极，右下端接电键右端。图略。(2)0.3612 V,故用分压式。解析：(1)/=>0.42A,应选0.6A量程：t=12V,选15V量程，电压从OV调到(2)每格0.04A,读数0.36A。5 .(1)电路图如右图所示。(2)/21,表示通过电流表A的电流，K表示通过电流表A2的电流，代表示电流表Az的内阻解析:(1)要求多测数据，提高测量精度，故用分压式接法。(2)由/科4得：4=必，A其中符号4、，2及八、，2分别为电流表Ai、A2的示数和内阻。6 .(I)ACEGH;(2)电路如右图解析：(1)电阻R较大，应选大电源，提高/、U的数值，/=一JmA=0.5mA30×103应选E,由E=16V,应选C。(2)要较准确测量，故用分压式按法，比拟各内阻关系，选电流表A内接法。7 .(l)0.6A,3V;(2)外接；(3)如以下图所示。解析：(1)E=6V,假设选15V量程，测量指针偏角太小，误差太大，应JlQ选3V量程，由/=?得，I最大为±A=0.3A,应选0.6A量程。Rx10(2)要求准确测出，应选分压式按法，R与心接近，故用电流表A外接法。8 .1。、b间接电压表，c、d间接电阻Ro:2竺土/?0。n解析：1用电压表测电源电动势，只有S'接1时，曲间接。表。(2)S,按1时，rn=E,S,接2时，/=,故Ult=E-nm-n,Ro9 .答案：1如图甲所示；2)如图乙所示；3)滑动变阻器，甲为粗调，乙为细调。图甲图乙解析：1兄心，用®内接法。3甲的阻值大，起主控作用，为粗调：乙的阻值小，可实现细微调节。10 .答案：(I)ABCEGH:2如以下图所示；(3)p6解析：(I)R约为IOQ,/最大为±=?A=0.6A,应R10选60OmA量程。=1,士=600,故用®外RAR接法，ABCEGHo(2)为精确测量，用分压式接法，如右图所示。(3)设长度为L,截面外边长为出电压为U,电流为/。也阻H=W=与，截面积S=等，故有,d2IpLa-=,4U解得心月回2号