1、伏安法测电阻【实验目的】用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。【实验原理】根据电阻定律公式 R= ，只要测量出金属导线的长度 和它的直径 d，计Sll算出导线的横截面积 S，并用伏安法测出金属导线的电阻 R，即可计算出金属导线的电阻率。【实验器材】被测金属导线，直流电源（4V） ，电流表(0-0.6A) ，电压表（ 0-3V） ，滑动变阻器（50） ，电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。【实验步骤】1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按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。3用毫米刻度尺测量接入
2、电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量 3 次，求出其平均值 。l4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键 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，断开电键 S，求出导线电阻 R 的平均值。5将测得的 R、 、d 值，代入电阻率计算公式 中，计算出金属导线的l lIUdl42电阻率。6拆去实验线路，整理好实验器材。【注意事项】1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因
3、此实验电路必须采用电流表外接法。3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路） ，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。4闭合电键 S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度 I 的值不宜过大（电流表用 00.6A 量程） ，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。1（ 12 分） （1）在测定金属电阻率的实验中，用螺旋测微器测量一金属丝的直径，螺旋测微器的示数如图所示，该金属丝的直径为 。用欧姆表粗略测得该金属丝的电阻约为
4、2 ，另外，实验室内还提供了下列器材供重新测定该金属丝的电阻使用：A.电源 E（电动势为 3.0V ，内阻不计）B.电压表 V（量程为 0 3.0V ，内阻约为 2k）C.电流表 A（量程为 00.6A ，内阻约为 1）D.滑动变阻器 R（最大阻值 10，额定电流 2.0A）E.开关 S 一个,导线若干AVRRxES为获得尽可能高的实验精度，请你利用上述器材设计一个测定金属丝电阻的实验电路，并把实验原理图画在右侧的方框中。解： 0.700mm （2 分） 实验原理图如右图示：电流表外接法（2 分） 滑动变阻器为限流器 （2 分） 2(10 分 )在探究“决定导线电阻因素 ” 的实验中，需要进行
5、以下测量（1 ）用螺旋测微器测得导线的直径如图所示其读数是 mm.（2 ）欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为 12，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些下列器材中电流表应选用的是（填选项代号，下同） ，电压表应选用的是 ，滑动变阻器应选用的是 在下面的方框内画出应采用的电路图A电池组 E（ 6V，内阻很小）B电流表 A1（03A，内阻 0.0125）C电流表 A2（00.6A，内阻 0.125）D电压表 V1（03V，内阻 3k）E电压表 V2（ 06V，内阻 6k）F滑动变阻器 R1（05 ，2A）G滑动变阻器 R2（01000，1A）H电键、导线解：（1）0.7
6、00 （4 分）（2 ） A2、V 1、 R1 （3 分）（电路图 3 分）3（ 15 分）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，用米尺测量金属丝的长度 l=0.810m金属丝的电阻大约为4先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率（1 ）从图中读出金属丝的直径为_ _mm（2 ）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：A直流电源：电动势约 4.5V，内阻很小；B电流表 A1：量程 00.6A，内阻 0.125；C电流表 A2：量程 03.0A，内阻 0.025；D电压表 V：量程 03V，内阻 3
7、k；E滑动变阻器 R1：最大阻值 10；F 滑动变阻器 R2：最大阻值 50；G开关、导线等在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_ _，应该选用的滑动变阻器是_ _（3 ）根据所选的器材，在答案卷的方框中画出实验电路图（4 ）若据伏安法测出电阻丝的电阻为 Rx4.1，则这种金属材料的电阻率为_ _ m （保留二位有效数字）答：（1）_0 .530_；（2 分）RxAV 0 04010AVxRS1EVARxRSER AVS-ER0R AVS-ER0（2 ） _B_；（2 分）_ F_；（2 分）（3 ） 实验电路图如图示（4 ） _11.2106_（4 分）4(2)用下列器材组装成描绘电阻R
8、0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。微安表A(量程200A ，内阻约 200)；电压表V(量程3V，内阻约10k )；电阻R 0 (阻值约20k)；滑动变阻器R( 最大阻值 50，额定电流1 A)电池组E( 电动势 3V，内阻不计)；开关S 及导线若干。【答案】实物连接如图从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻 R0的阻值可以判断测量电路要用伏安法的内接法，变阻器的电阻比较小，所以电源电路采用分压法。5、 某研究性学习小组设计了图 3 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，K 1 为单刀双掷开关，V 为电压表，A 为多量程
9、电流表，R 为滑动变阻器，R x 为待测稀盐水溶液液柱实验时，闭合 K 之前将 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，K 1 应置于位置 （填“1”或“ 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 4 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 20 cm2，长度为 20 cm，用内接法测量 Rx 的阻值是 3500 ，则其电阻率为 m，由图中对应曲线 （填“1”或“2 ”）可得此时溶液浓度约为 %（结果保留 2 位有效数字） 答： D； 1 35 ； 1 ，0.011 至 0.014
10、 间的数据 RxREC DPAVKK112图 3 浓度（）图 4电阻率（m）VmARRxE S6、 （8 分）图为用伏安法测量电阻的原理图。图中，V 为电压表，内阻为 4000 ；mA为电流表，内阻为 50 。E 为电源，R 为电阻箱，R x 为待测电阻，S 为开关。当开关闭合后电压表读数 Ul.6 V，电流表读数 I2.0 mA。若将 作为测量IURx值，所得结果的百分误差是_。若将电流表改为内接。开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是_。（百分误差 ）%10值答：20 5 解析： （1 ）测量值为 ，因电流表外接，所以 ，
11、故真实值为 ，80IUR VxR10xR对应的百分误差 %21（2 ）电流表内接时，百分误差 5107 (10 分)一兴趣小组通过实验探究某金属丝的电阻与温度的关系实验中有如下器材：金属丝 R(常温下电阻约 9)、电压表 V(0-3V，内阻约 3k)、电流表 A(0-300mA，内阻约 1)、温控箱( 能显示温度并可调节温度)、直流电源(3V，内阻可不计)、开关、导线若干另有滑动变阻器 Rl(10，2A)和 R2(200，1A)供选用(1)实验中用伏安法测量金属丝的电阻，要求电压变化从零开始，多取几组数据，通过图象求出电阻的平均值请在右边虚线方框中画出实验电路图。上述器材中滑动变阻器应选用_(
12、选填“R 1”或“R 2”) (2)实验中改变温控箱的温度，分别测出了金属丝在不同温度下的电阻值(如下表所示) 请在下面坐标图中描点作出该金属丝的 R 一 t 图象次数物理量 1 2 3 4 5 6t/ 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0R/ 9.7 11.1 12.8 14.5 17.2 17.5从图象中可以发现金属丝的电阻及和温度 t 的关系式为 R=_解：（1）实验电路如右图示 , 滑动变阻器应选用 R1（2 ）金属丝的 R 一 t 图象如右下图示R=0.032 t + 850 100 150 200 250 30005.010.015.020.0t/R
13、/50 100 150 200 250 30005.010.015.020.0t/R/金属丝温控箱AVRR1金属丝温控箱8、 （ 11 分）一只小灯泡，标有“3V 、0.6W ”字样。现用右下图给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻 R1。 （滑动变阻器最大阻值为 10；电源电动势为 12V，内阻为 1；电流表内阻为 1，电压表的内阻为 10k） 。（1 ）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用 （选填“内接”或“外接” ）法。滑动变阻器的连接方式应采用 （选填“分压式”或“限流式” ）（2 ）将你所设计的实验电路图（尽量减小实验误差）画在左下方的虚线框中。（3 ）用笔画线当导
14、线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路（图中有三根导线已经接好） 。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最 端（选填“左”或“右” ） 。（4）若小灯泡发光暗时的电阻为 R2，你根据所学的知识可判断出 R1 与 R2 的大小关系为：R 1 R2（选填“大于” 、 “等于”或“小于” ）解：（1）外接（1 分）分压式（1 分）（2）电路如图所示（3 分） ；（3）连接电路如图所示（3 分） ；左（1 分）若其他接法正确，同样给分（4）大于（2 分）9 (2)某同学欲对一电阻 Rx 的变化特性进行研究，他用电流表、电压表等，通过测量 Rx 中的电流，及两端的电压 U，得到了如下表所示的几组数据
15、1 2 3 4 5 6U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0I/mA 2 6 12 20 30 48U/V 图bA+-V +-AVS E rV A+-+-试在图(a)的坐标纸上描点画出该电阻的伏安特性曲线(IU 图线，可用铅笔)由图象可知，该电阻的变化特性是： 该电阻可能属于 A定值电阻 B热敏电阻 C光敏电阻 D压敏电阻 E普通金属丝电阻在实验中，该同学选用的电流表量程为 50mA，内阻为 100，电压表量程为 9.0V，内阻为 3.0K则应选用电流表的 法(填内接或外接)；在实验中，该同学测得一组数据如图(b)所示则相对应的电阻 Rx 的数值为 Rx= 答：电阻的伏安特性曲
16、线如右上图所示(2 分)随电流变大(或温度升高，或电压变大 )，电阻变小(1 分) ；B(2 分)外接(1 分) ；159 或 160 (2 分)10（1）某同学用伏安法测电阻 两测量电路图电流表分别为内接和外接，其他条件都xR相同若用甲图电路，两表读数分别为 2.00 V 和 0.30 A；若用乙图电路，两表读数为 1.51 V 和 0.31 A为了使测出的电阻值误差较小，实验应选用图 _所示电路选用此电路的测量值比真实值_（偏大或偏小） 0 0.100.501.001.502.002.50U/VI/A0.500.400.300.20（2）下图给出了测量 所用的全部器材请按照选好的电路用导线
17、把所给器材连接xR起来，使之成为测量电路注意两个电表要选用适当量程（3）这位同学用选好的电路进行测量，数据记录如下次数 1 2 3 4 5 6 7U（V） 0.81 1.21 1.51 1.70 1.79 2.31 2.51I（A） 0.16 0.24 0.30 0.33 0.40 0.42 0.50请在坐标图中画出 U -I 图线，并求出 _xR答：（1）乙，偏小 （4 分） （2 ）电流表选 0.6 A 量程，电压表选 3 V 量程 （2 分）（3）图线（2 分） ，约 5.0（2 分） 0 0.100.501.001.502.002.50U/VI/A0.500.400.300.2011
18、（ 10 分）某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻 Rx：电源 E，适当量程的电流表电压表各一只，滑线变阻器 R，电阻箱 RP，开关S1、S 2，导线若干。他设计的电路图如图（a）所示，具体做法：先闭合 S1，断开 S2，调节 R 和 RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为 I1，U 1；再保持 RP 阻值不变，闭合 S2，记下电流表和电压表示数为I2、U 2（1 ）请你帮他按电路图在实物图（b ）上连线；（2 ）写出被测电阻 Rx= （用电表的读数表示） ；（3 ）此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电阻的测量值 真实值（选填“大于、小于或等于” ） 解 （1）连线如图
19、示（2）先闭合 S1，断开 S2，调节 R 和 RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为 I1，U 1；设电压表内阻为 RvVpRUI1再保持 RP 不变，闭合 S2，记下电流表和电压表示数为I2、U 2。 xVp12121IRx（3） “等于” 。评分说明：第（1）实物连图正确，得 4 分；第（2 ）表达式 4 分（不必写计算过程） ；第（3 ） 2 分。12.(2)（12 分）某学校实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管。已知螺线管使用的金属丝电阻率 =1.710-8m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属 176543289017654328901765432890
20、17654328901765432890 1765432890110010100001000001000（b） 176543289017654328901765432890 17654328901765432890 1765432890110010100001000001000RP S2RxS1RVA丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺） 、导线和学生电源等。他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）.将红、黑表笔分别插入多用电表的“+” 、 “-”插孔；选择电阻档“1” ；. ；. 把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的
21、两端相接，多用表的示数如图（a）所示。图(a) 图(b)根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图（b）的 A、B、C、D 四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为_mm；根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。 （结果保留两位有效数字） 用电流表和电压表测量金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论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（c）所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作步骤是：第
22、一步：先将 R2 的滑动头调到最左端，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（在不超过量程的情况下） ，读出此时电压表和电流表的示数 U1、I 1。第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，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、I 2。请写出由以上记录数据计算被测电阻 Rx 的表达式 Rx= 。答：（12 分）.将红、黑表笔短接，转动调零旋钮 使指针指向零。（或红黑表笔短接，调节欧姆表调零旋钮，使指针指向 0） 。 （2 分）;D（2 分）; 0.260（2 分） ；1213 ( 3 分) ；R x= （3 分） 。21IU图（c）S1S2 VA R1RxR2210 302025AA BPSVERxRBAA BPSVERxRCAVA BPS EARxRAVA BPS EDRxR 1k 0 10 OF 2.5 10 250 2.5 50 mA 10 1 50 1 2 V +V
