实验基础知识
一、螺旋测微器的使用
1．构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度．
图1
2．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．
3．读数：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)．
如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而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.
图2
二、游标卡尺
1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图3所示)
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图3
2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．
3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．
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.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：
刻度格数(分度) 10 20 50 4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm. 三、常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．
(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．
(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.
(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.
刻度总长度 9 mm 19 mm 49 mm 每小格与1 mm的差值 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 精确度(可精确到) 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm .
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基本实验要求
1．实验原理
根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率． 2．实验器材
被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺． 3．实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d. (2)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电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置．
(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内．
lπd2
(6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率．
S44．电流表、电压表测电阻两种方法的比较
电路图 误差原因 电流表分压 U测＝Ux＋UA U测R测＝＝Rx＋RA>Rx I测电压表分流 I测＝Ix＋IV U测RxRVR测＝＝ 测量值大于真实值 适用条件 RA≪Rx 规律方法总结 1．伏安法测电阻的电路选择 测量值小于真实值 RV≫Rx (1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法． (2)临界值计算法 Rx (3)实验试探法：按图4接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法． 图4 2．注意事项 (1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量． (2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法． (3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大． 3．误差分析 (1)若为内接法，电流表分压． (2)若为外接法，电压表分流． (3)长度和直径的测量． 考点一 测量仪器、仪表的读数 1．游标卡尺的读数 (1)10分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数＋游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游1 标的格数×. 10 (2)20分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数＋游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游 . . 1 标的格数×. 202．螺旋测微器的读数 方法：固定刻度数mm＋可动刻度数(估读一位)×0.01 mm. 3．电流表和电压表的读数 (1)若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.01，…时，需估读到最小刻度值的下一位． (2)若刻度盘上每一小格为：2,0.2,0.02,5,0.5,0.05，…时，只需估读到最小刻度值的位数． 1．[直尺和游标卡尺的读数](2014·福建理综·19(1))某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图5甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm. 图5 答案 60.10 4.20 解析 刻度尺的分度值为1 mm，要估读到0.1 mm.游标卡尺读数＝4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm. 2．[螺旋测微器的读数]完成下列读数(如图6所示) 图6 a．____________mm c．____________mm b．____________mm d．____________mm 答案 a．0.486(0.484～0.488) b．0.536(0.534～0.538) c．4.078(4.077～4.079) . . d．5.663(5.661～5.665) 3．[电压表、电流表和电阻箱的读数](1)①如图7所示的电流表使用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. 图7 ②如图8所示的电表使用较小量程时，每小格表示____________V，图中指针的示数为________ V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针指示的是________V. 图8 (2)旋钮式电阻箱如图9所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为____ Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是________．若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_________． 图9 答案 (1)①0.02 0.44 0.1 2．20 ②0.1 1.40 0.5 7.0 (2)1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω 解析 (1)①电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针的示数为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A. ②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.40 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，指针示数为7.0 V. (2)电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω. . . 考点二 实验操作及数据处理 4．[实验操作](2014·江苏单科·10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率． (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图10所示的部件__________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm. 图10 (2)图11所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中______(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)． 图11 (3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议． 答案 (1)B 0.410 (2)7、8、9 断路 (3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值．(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值) 解析 (1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B.螺旋测微器的示数为(0＋41.0×0.01) mm＝0.410 mm. (2)电压表的示数不为0，电流表的示数几乎为0，说明连接两电表的电路是导通的．而滑动RARx变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、8、9间断路．(3)由题知≈0.005 . 5．[实验操作及数据处理]用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图12甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示． 图12 (1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件的字母符号) (2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路． (3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、U I、L的数据，用R＝计算出相应的电阻值后作出R－L图线如图13所示．取图线上两个点 I间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________. . . 图13 πΔRd2 答案 (1)D H G (2)如图所示 (3) 4ΔL 解析 (1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D，使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动微调旋钮H夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数． lΔLπdπΔRd (3)根据R＝ρ，得ΔR＝ρ，而S＝，代入得ρ＝. SS44ΔL 6．[实验原理及数据处理]为测定一段金属丝的电阻率ρ，某同学设计了如图14甲所示的电路．ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，电路中的保护电阻R0＝4.0 Ω，电源的电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好． (1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________ mm. 2 2 图14 (2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如下表所示： x(m) I(A) 1－1(A) I0.10 0.49 2.04 0.20 0.43 2.33 0.30 0.38 2.63 0.40 0.33 3.03 0.50 0.31 3.23 0.60 0.28 3.57 1①将表中数据描在－x坐标纸中，如图15所示．试作出其关系图线，图象中直线的斜率的 I表达式k＝________(用题中字母表示)，由图线求得电阻丝的电阻率ρ为________ Ω·m(保留 . . 两位有效数字)． 图15 1 ②根据－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为________ Ω(保留两位有效 I数字)． 答案 (1)0.400 (2)①图线见解析图 4ρ－6 2 1.1×10 ②1.4 πEd 解析 (1)由题图乙所示螺旋测微器可知，其示数为0 mm＋40.0×0.01 mm＝0.400 mm. (2)①如图所示． 1 IxEπd2 根据图象由电阻定律可得R＝ρ，由欧姆定律可得：R＝，则图象斜率k＝，S＝ SIx4 1 ΔI4ρ 联立解得：k＝＝ πEd2Δx代入数据得： 3.6－1.8k＝＝3 0.6联立解得电阻率为： kπEd2ρ＝ 4 . . 代入数据得： ρ≈1.1×106 Ω·m； － 1 ②根据－x关系图线纵轴截距为1.8，此时待测电阻丝的电阻为0，由闭合电路欧姆定律得： IE＝I(r＋R0) 1 即：3＝(r＋4.0) 1.8得：r＝1.4 Ω 计算电阻率的两种方法 RS 1．根据电阻定律得ρ＝； l 2．通过有关图象来求电阻率．图象法处理实验数据是最常用的方法之一，要从物理规律出发，写出图象的函数关系式，弄清斜率、截距等的物理意义，从而求出相关物理量． 考点三 电阻的测量 电阻测量的六种方法 1．伏安法 外接法： 电路图 内接法： 特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量，测小电阻时应采用外接法测量) 2．安安法 若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用． (1)如图16甲所示，当两电流表所能测得的最大电压接近时，如果已知得 I1R1的内阻R2＝. I2 的内阻R1， 串联一定 的内阻R1，则可测 (2)如图乙所示，当两电流表的满偏电压UA2≫UA1时，如果已知值电阻R0后，同样可测得 I1R1＋R0 的电阻R2＝. I2 图16 3．伏伏法 . . 若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用． (1)如图17甲所示，两电压表的满偏电流接近时，若已知U2 R2＝R1. U1 (2)如图乙所示，两电压表的满偏电流IV1≪IV2时，若已知R0后，同样可得 的内阻R2＝ U2 . U1U1 ＋R1R0 的内阻R1， 并联一定值电阻 的内阻R1，则可测出 的内阻 图17 4．等效法测电阻 如图18所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值． 图18 5．比较法测电阻 如图19所示，读得电阻箱R1的阻值及 、 I2R1 的示数I1、I2，可得Rx＝. I1 如果考虑电流表内阻的影响，则I1(Rx＋RA1)＝I2(R1＋RA2)． 图19 6．半偏法测电流表内阻 电路图如图20所示 . . 图20 步骤： (1)断开S2，闭合S1，调节R0，使 的示数满偏为Ig； Ig 的示数为； 2 (2)保持R0不变，闭合S2，调节电阻箱R，使(3)由上可得RA＝R. 特别提醒 当R0≫RA时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样够小，误差才小． 表满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化才足 7．[伏安法测电阻](2014·浙江理综·22)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值． (1)图21是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出． 图21 图22 (2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U－I图上，如图22所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的． (3)请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_______ Ω. 答案 (1)见解析图甲 (2)× (3)见解析图乙 用“×”表示的数据连线时，1.2(1.1～1.3均 . . 可)，用“○”表示的数据连线时，1.6(1.5～1.7均可) 解析 (1)连线如图甲所示． 甲 乙 (2)U－I图象如图乙所示，U－I图象的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外接法的数据点是用“×”表示的． ΔU (3)在U－I图象上，选用外接法所得的“×”连线，则R＝＝1.2 Ω，选用内接法所得的 ΔIΔU “○”连线，则R＝＝1.6 Ω. ΔI 8．[电表改装和电阻测量]现要测量电流表G1的内阻，给出下列器材：电流表G1(量程5 mA，内阻r1约为150 Ω) 电流表G2(量程10 mA，内阻r2约为100 Ω) 定值电阻R1＝100 Ω 定值电阻R2＝10 Ω 滑动变阻器R3(0～200 Ω) 干电池E(1.5 V，内阻未知) 单刀单掷开关S 导线若干 (1)定值电阻选________________； (2)如图23所示，在虚线框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号； . . 图23 (3)若选测量数据中的一组计算r1，所用的表达式为r1＝____________________，式中各符号的意义是__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案 (1)R1 (2)电路图如图所示 R1I2－I1(3) I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数，R1表示定值电阻R1的阻值． I1解析 (1)若选R2，则其阻值太小，电流过大，而R1与G1内阻相当，故选R1. (2)电路图如图所示．G2的示数－G1的示数为通过R1的电流值． (3)由并联电路特点得：I1r1＝R1(I2－I1) R1I2－I1r1＝ I1 I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数，R1表示定值电阻R1的阻值． 9．[等效替代法测电阻]电学实验中经常需要测量电阻的阻值． (1)测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220 V 40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为________ Ω.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值________(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值． (2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值． A．220 V交流电源 B．单刀双掷开关一个 C．电阻箱一个(0～999.9 Ω，额定电流0.5 A) D．定值电阻一个(0.5 kΩ，额定电流0.3 A) E．交流电流表一个(0～0.3 A) 请在虚线框内画出电路原理图． . . 答案 (1)1 210 小于 (2)见解析图 U2U2 解析 (1)正常工作时电压为额定电压，故有P＝，所以R＝＝1 210 Ω；灯泡在正常工 RP作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值． (2)应用替代法．因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联一定值电阻，电路原理图如图所示． 10．[半偏法测电阻](2015·新课标Ⅱ·23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下： 待测电压表 (量程3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻 器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干． (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整(如图24)． 图24 (2)根据设计的电路，写出实验步骤： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′，与电压表内阻的真实值RV相比，RV′________RV(填“＞”、“＝”或“＜”)，主要理由是____________________． 答案 (1)见解析图 (2)见解析 (3)＞ 理由见解析 解析 (1)实验电路图如图所示． . . (2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻． (3)断开S2，调节电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′＞RV. 考点四 实验拓展与创新 11．[实验器材的创新]有一根细长且均匀的空心金属管线，长约30 cm，电阻约为5 Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，现在要尽可能精确测定它的内径d. (1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图25a所示，从图中读出外径为________ mm，应用________(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L； 图25 (2)测量金属管线的电阻R，为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻约10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻约50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω 要求较准确地测出其阻值，电压表应选____________，电流表应选__________，滑动变阻器应选__________；(填序号) (3)实验中他的实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误． 错误1：___________________________________________________________________ 错误2：___________________________________________________________________ (4)用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示)，推导出计算金属管线内径的表 . . 达式d＝______________； (5)在实验中，下列说法正确的是________． A．为使电流表读数明显，应使电流尽可能大些 B．为操作方便，中间过程可保持开关S一直处于闭合状态 C．千分尺的精确度是千分之一毫米 D．用千分尺测量直径时必须估读一位 答案 (1)5.200 毫米刻度尺 (2)A C E (3)导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 (4) 4ρILD2－ (5)D πU 解析 (1)螺旋测微器的读数为： D＝5 mm＋20.0×0.01 mm＝5.200 mm； 测量30 cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量． (2)由于两节干电池的电动势为3 V，所以电压表应选A；由于通过金属管的最大电流为ImU3 ＝＝ A＝0.6 A，所以电流表应选C.为了较准确地测出其阻值，滑动变阻器应选E. Rx5 (3)由于待测金属管阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，连线图中的两处明显错误分别是： 错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上； 错误2：采用了电流表内接法． (4)设金属管线内径为d，根据电阻定律应有： ρL R＝， 1212πD－πd44U又R＝， I联立可得：d＝ 4ρILD2－ πU (5)由金属的电阻率随温度的升高而增大可知，通过待测金属管线的电流不能太大，所以A错误；为减小温度的影响，中间过程应断开开关，所以B错误；千分尺的精确度是0.01 mm，1 即应精确到毫米，所以C错误；千分尺读数时必须估读一位，即估读到0.001 mm，所以 100D正确． 12．[液体电阻率的测量]如图26是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图．图中均匀的长直玻璃管内径为d，里面充满待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为L. . . 图26 (1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中导电液体用电阻Rx表示． (2)在接通电路前，为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最________端(填“左”或“右”)．在电路调试时，该同学发现：闭合开关S1后，单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180 μA；单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164 μA.正式测量时，为减小实验误差，单刀双掷开关S2应接到________点(填“a”或“b”)． (3)该同学正确完成实验，测得该段液体的电阻R0，则该导电液体的电阻率的表达式为ρ＝______________(用R0、L、d等表示)． 答案 (1)如图所示 πR0d2(2)右 b (3) 4L 解析 (1)电路原理图如图所示 (2)接通电路前为保证电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，即滑片应移到最右端．分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大，电压表示数变化小，说明电流表对示数影响较小，即电流表内阻远小于被测电阻，为减小误差应当采用电流表内接法，故接b点． . . URSd2πR0d2 (3)根据欧姆定律R＝、电阻定律ρ＝及S＝π()可得电阻率ρ＝. IL24L 13．[实验拓展]某些固体材料受到外力后除了产生形变外，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”．现用如图27所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材： 图27 A．电源E(3 V，内阻约为1 Ω) B．电流表A1(0.6 A，内阻r1＝5 Ω) C．电流表A2(6 A，内阻r2约为1 Ω) D．开关S，定值电阻R0 (1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，根据虚线框内电路图的设计，甲表选用________(选填“A1”或“A2”)，乙表选用________(选填“A1”或“A2”)． (2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得Rx＝________(用字母表示)． (3)改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值，最后绘成的图象如图28所示．当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝________________.(各物理量单位均为国际单位) 图28 (4)定值电阻R0的阻值应该选用________________． A．1 Ω B．5 Ω C．10 Ω D．20 Ω I1r1答案 (1)A1 A2 (2) (3)16－2F (4)B I2－I1 解析 (1)由于A1内阻确定，并且与待测电阻接近，与待测电阻并联，用来测出待测电阻Rx . . 两端的电压，用A2测得的电流减去A1测得的电流就是流过待测电阻的电流，根据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值，电路连接如图所示． (2)待测电阻两端的电压U＝I1r1，流过待测电阻的电流I＝I2－I1，因此待测电阻的阻值为Rx＝I1r1. I2－I1 (3)由图象的对称性可知，加上相反的压力时，电阻值大小相等；图象与纵坐标的交点为16 Ω，当R＝7 Ω时，对应的力为4.5 N，因此函数表达式Rx＝16－2F. (4)整个回路总电流不能大于0.6 A，而电动势为3 V，因此总电阻应略大于5 Ω，而电源内阻约为1 Ω，因此定值电阻R0的阻值应选5 Ω，即可保证电流不超过量程，也保证电流不太小，两块电流表读数准确． . 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容