資源簡介

11.3 實驗：導體電阻率的測量
1.學會游標卡尺和螺旋測微器的使用方法和讀數方法。 2.學習電流表、電壓表和滑動變阻器的電路連接使用方法。 3.學會利用伏安法測電阻,進一步測出金屬絲的電阻率。
實驗一　長度的測量及測量工具的選用
一、刻度尺
1.設計原理
常用的刻度尺的最小分度一般為1 mm，使用時估讀到毫米的下一位。
2.刻度尺的使用方法
(1)使用前要觀察刻度尺的零刻度線、量程及最小刻度值，根據待測物的大小和所需達到的測量準確度，選擇合適的刻度尺。
(2)測量物體的長度時，刻度尺應與被測物體平行，刻度線緊貼被測物體。
(3)通常測量時，將刻度尺的零刻度線與被測長度的起始端對齊；使用零刻度線已被磨損的刻度尺時，則可以讓某一整數刻度線與被測長度的起始端對齊。
(4)觀察示數時，視線應與刻度尺垂直，并與刻度線正對。
(5)讀數時，應估計到最小刻度的下一位。
二、游標卡尺
1.結構及作用
游標卡尺是測量長度的較精密的儀器，它的主要部分由一根主尺和一根游標尺(或稱副尺)構成，如圖所示。
2.原理(以十分度為例)
主尺的最小分度是1__mm，副尺上有10個等分刻度，它們的總長度等于9 mm，因此副尺上每一個分度比主尺的最小分度小0.1 mm。當副尺的零刻度線與主尺的零刻度線對齊時，副尺上的第一條刻線、第二條刻線……依次與主尺的1 mm刻線、2 mm刻線……分別相差0.1 mm、0.2 mm……，副尺上第十條刻線正好對齊主尺上9 mm刻度線，這種游標卡尺可以準確到0.1__mm，其他不同準確度的游標卡尺的原理也是一樣的。
見表格
游標卡尺 精度(mm) 測量結果[n為游標卡尺上正對刻度左側的小格數](mm)
小格數 刻度總長度(mm) 主尺與游標卡尺每小格長度差(mm)
10 9 0.1 0.1 ＋0.1n
20 19 0.05 0.05 ＋0.05n
50 49 0.02 0.02 ＋0.02n
3.使用方法
(1)校零位：使卡腳并攏，查看游標與主尺零刻線是否對齊，否則加以修正。
(2)測量：將待測物放在兩測量爪之間(注：測一般物長用外測量爪，測孔徑等物體內部長度時，用內測量爪，測深槽或深筒時，用游標后的深度尺窄片)，移動游標，使測量爪剛好與物體接觸即可讀數。
(3)讀數：①以游標零刻線位置為準，在主尺上讀取整毫米數L0。
②看游標上第幾條刻線與主尺上的某一刻線對齊，從游標上讀出毫米以下的小數為KΔL，式中K為與主尺某刻線對齊的游標第K條刻線，ΔL為游標卡尺的精度。
③得讀數為L0＋KΔL。
4.注意事項
(1)不管是10分度的游標卡尺，還是20分度、50分度的游標卡尺，在讀數時均不需要向后估讀一位。
(2)讀數時要使視線與尺垂直，避免產生視差。
(3)使用卡尺時應防止撞擊，切不可用游標卡尺量度毛坯，以免損傷測腳。
(4)測腳必須緊靠工件，用制動螺絲把游標尺固定后再讀數。
三、螺旋測微器
1.結構及作用
2.測量原理
螺旋測微器又叫千分尺，它是一種比游標卡尺更精密的測量長度的儀器，如圖所示的是一種常用的螺旋測微器，用它測量長度可以準確到0.01__mm，它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動刻度E、旋鈕D、微調旋鈕D′、測微螺桿F是連在一起的，并通過精密螺紋套在B上，精密螺紋的螺距為0.5__mm，即D每旋轉一周，F前進或者后退0.5 mm，可動刻度E上的刻度為50等分，每一小格表示0.01 mm，這也就是螺旋測微器的精度，讀數時再估讀一位，即可測到0.001 mm，故也叫作千分尺。
3.使用方法
(1)校準零位：測量前使測微螺桿F和測砧A并攏，可動刻度E的零刻度與固定刻度B的軸向線應在固定刻度的零刻度線處對齊，否則應加以修正。
(2)測量：旋動旋鈕D，將測微螺桿F旋出，把被測的物體放入A、F之間的夾縫中，轉動D，當F將要接觸物體時，再輕輕轉動微調旋鈕D′，當聽到“嗒、嗒…”的聲音時(表明待測物剛好被夾住)，然后轉動鎖緊手柄使F止動。
(3)讀數：測量時被測物體長度的整數毫米數由固定刻度讀出，小數部分由可動刻度讀出。
測量值(毫米)＝固定刻度數(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(毫米)
4.注意事項
(1)測量時，當F將要接觸被測物體時，要停止使用D，改用D′，以避免F和被測物體間產生過大的壓力，這樣，既可以保護儀器又能保證測量結果準確。
(2)讀數時，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經露出。
(3)讀數時要準確到0.01 mm，估讀到0.001 mm，即測量結果若用mm為單位，則小數點后面必須保留三位。如在測量中發現可動刻度中某刻度線正好與固定刻度的水平線對齊，則最后一位讀數要補上一個零。如某同學讀出的讀數為“6.32 mm”，肯定有效數字是錯的，正確的應讀成6.320 mm。
實驗二　金屬絲電阻率的測量
一、實驗目的
1.掌握螺旋測微器、游標卡尺的原理及讀數方法，會正確使用。
2.練習使用電流表、電壓表及伏安法測電阻。
3.測定金屬的電阻率。
二、實驗原理
(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻R(R＝)。電路原理圖如圖所示。
(2)用毫米刻度尺測出金屬絲的長度l，用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝)。
(3)由電阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出電阻率。
三、實驗器材
螺旋測微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開關及導線、待測金屬絲、電源(學生電源)、滑動變阻器。
四、實驗步驟
1.測直徑：用螺旋測微器在待測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑，并記錄。
2.連電路：按實驗原理中的電路圖連接實驗電路。
3.量長度：用毫米刻度尺測量接入電路中的待測金屬絲的有效長度，重復測量3次，并記錄。
4.求電阻：把滑動變阻器的滑動觸頭調節到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經檢查確認無誤后，閉合開關S。改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值，記入表格內，斷開開關S。
5.拆除實驗電路，整理好實驗器材。
五、數據處理
1.金屬絲直徑的測量
(1)特別注意半刻度是否露出。
(2)因螺旋測微器的精確度為0.01 mm，可動刻度上對齊的格數需要估讀，所以，若以毫米為單位的話，最后一位應出現在小數點后的第三位上。
(3)把三個不同位置的測量結果求平均值作為直徑d。
2.金屬絲長度的測量
(1)應測量接入電路中的有效長度。(也要估讀)
(2)把3次測量結果求平均值作為長度l。
3.電阻R的測量
(1)平均值法：可以用每次測量的U、I分別計算出電阻，再求出電阻的平均值，作為測量結果。
(2)圖像法：可建立U－I坐標系，將測量的對應U、I值描點作出圖像，利用圖像斜率來求出電阻值R。
4.電阻率的計算
將測得的R、l、d的值，代入電阻率計算公式ρ＝＝中，計算出金屬導線的電阻率。
六、誤差分析
1.金屬絲直徑、長度的測量帶來偶然誤差。
2.電流表外接法，R測3.通電時間過長，電流過大，都會導致電阻率發生變化(系統誤差)。
七、注意事項
1.為了方便，應在金屬導線連入電路前測導線直徑，為了準確，應測量拉直懸空的連入電路的導線的有效長度，且各測量三次，取平均值。
2.測量電路應選用電流表外接法，且測電阻時，電流不宜過大，通電時間不宜太長，因為電阻率隨溫度而改變。
3.為準確求出R的平均值，應多測幾組U、I數值，然后采用U－I圖像法求出電阻。
4.滑動變阻器用限流式接法就可以滿足該實驗的要求。
【知識擴展】
1.滑動變阻器的兩種接法及其應用
限流式接法 分壓式接法
電路圖
閉合開關前滑片位置 滑片在最左端，以保證滑動變阻器接入電路中的阻值最大 滑片在最左端，開始時R兩端的電壓為零
負載兩端的電壓調節范圍 U～U 0～U
通過負載的電流調節范圍 ～ 0～
2.伏安法測電阻原理
歐姆定律給了我們測量電阻的一種方法，由R＝可知，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，就可求出待測電阻的阻值。
3.電流表的兩種接法
內接法 外接法
電路
誤差分析 電壓表示數UV＝UR＋UA>UR 電流表示數IA＝IR R測＝>＝R真 電壓表示數UV＝UR 電流表示數IA＝IR＋IV>IR R測＝<＝R真
誤差來源 電流表的分壓作用 電壓表的分流作用
4.選擇電流表內、外接的常用方法
(1)直接比較法：適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計的情況，當Rx RA時，采用內接法，當Rx RV時，采用外接法，即大電阻用內接法，小電阻用外接法，可記憶為“大內小外”。
(2)公式計算法
當Rx>時，用電流表內接法，
當Rx<時，用電流表外接法，
當Rx＝時，兩種接法效果相同。
(3)試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關系都不能確定的情況，如圖所示，把電壓表的可動接線端分別試接b、c兩點，觀察兩電表的示數變化，若電流表的示數變化明顯，說明電壓表的分流作用對電路影響大，應選用內接法，若電壓表的示數有明顯變化，說明電流表的分壓作用對電路影響大，所以應選外接法。
某同學在一次實驗中測量一物體長度，記錄結果為1.247cm，則該同學所使用的測量工具 （　　）
A．可能為最小刻度是毫米的刻度尺
B．可能為20分度的游標卡尺
C．一定不是50分度的游標卡尺
D．可能為螺旋測微器
甲、乙兩電路圖分別是滑動變阻器的兩種連接方式。下列說法正確的是（　　）
A．乙圖電路中的滑動變阻器采用“一上一下”的連接方式
B．在閉合開關前，甲、乙兩圖中滑片P都應置于b端
C．Rx阻值遠遠大于滑動變阻器阻值時，選擇甲圖電路連接
D．甲、乙兩圖中待測電阻Rx兩端的電壓都可以調到零
在測量“金屬絲的電阻率”的實驗中：
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖所示，則該金屬絲的直徑為 mm；
（2）若某次實驗測出金屬絲兩端的電壓為U，通過的電流為I，接入電路的長度為L，金屬絲的直徑為d，則該金屬的電阻率ρ＝ ．
（多選）用伏安法測電阻時，電路接法有兩種，如圖所示，則（　　）
A．采用甲圖，測量的電阻值比真實值小
B．采用乙圖，測量的電阻值比真實值小
C．為了減小誤差，測量大電阻時宜采用甲圖
D．為了減小誤差，測量大電阻時宜采用乙圖
在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準，先用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實驗所用器材為：電池組（電動勢3V，內阻約1Ω）、電流表（內阻約0.1Ω）、電壓表（內阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關、導線若干。某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：
次數 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
（1）根據以上實驗數據，完成該實驗電路的實物連線；
（2）實驗測得金屬絲長度L，直徑d，兩端電壓為U，通過的電流為I，請寫出該金屬電阻率的表達式ρ＝ （用d、L、U、I等字母表示）。
電阻率是用來表示各種材料導電性能的物理量。某同學在實驗室測量一新材料制成的圓柱體的電阻率。
（1）用刻度尺測其長度，用螺旋測微器測量其橫截面直徑，示數如圖甲所示，可知其直徑為 mm。
（2）用多用電表粗測其電阻約為6Ω。為了減小實驗誤差，需進一步用伏安法測量圓柱體的電阻，要求待測電阻兩端的電壓能從0開始連續可調。除待測圓柱體R0外，實驗室還備有的實驗器材如下：
A．電壓表V1（量程3V，內阻約為15kΩ）
B．電流表A（量程0.6A，內阻約為1Ω）
C．滑動變阻器R（阻值范圍0～5Ω，2.0A）
D．直流電源E（電動勢為3V）
E．開關
F．導線若干
則該實驗電路應選擇如圖丙電路中的 。
（3）實驗測出圓柱體的電阻為R，圓柱體橫截面的直徑為D，長度為L，則圓柱體電阻率為ρ＝ 。（用D、L、R表示，單位均已為國際單位）
某同學測量一段長度已知為L的電阻絲的電阻率。實驗操作如下：
（1）螺旋測微器如圖所示。在測量電阻絲直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，再旋動 （選填“A”“B”或“C”），直到聽見“喀喀”的聲音，以保證壓力適當，同時避免螺旋測微器損壞；
（2）選擇電阻絲的 （選填“同一”或“不同”）位置進行多次測量，取其平均阻值作為電阻絲的直徑D；
（3）根據圖（b）的電路原理圖，在圖（c）中將電路圖補充完整；
（4）為測量Rx，利用圖（b）所示的電路，調節滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出U1﹣I1圖象，接著將電壓表改接在a、b兩端，測得5組電壓U2和電流I2的值，作出U2﹣I2圖象，如圖（d）所示；由此，可求得電阻絲的 Ω（保留三位有效數字）；
（5）根據電阻定律可得到電阻絲的電阻率ρ＝ （用L、D、Rx表示）。
某學校學生在開展“測金屬電阻率”研究性學習活動中，對有關金屬（燈泡中的鎢絲）、半導體（二極管）、合金（標準電阻）及超導材料的電阻率查閱了大量資料，提出了下列一些說法，你認為正確的有 （　　）
A．金屬溫度計是利用金屬材料的電阻率隨溫度升高而不發生顯著變化制成的
B．標準電阻是利用合金材料的電阻率幾乎不隨溫度變化而變化制成的
C．半導體材料的電阻率隨溫度升高而增大
D．當溫度為絕對零度時，某種材料電阻率突然為零，這種現象叫超導現象
游標卡尺和螺旋測微器是較為精密的長度測量儀器，請回答下列問題：
（1）圖1中游標卡尺的精度為 mm，其讀數為 cm。
（2）圖2中螺旋測微器的精度為 mm，其讀數為 mm。
故答案為：（1）0.05；0.955；（2）0.01；4.470（4.469～4.471）
一根細長而均勻的金屬管線樣品，長約為60cm，電阻大約為6Ω。截面圖如圖1所示。
（1）用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數如圖2所示，金屬管線的外徑為 mm。
（2）金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過多次測量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內形狀不規則的中空部分的截面積S，在利用伏安法測出樣品電阻的基礎上，還需要測量的物理量是 。計算中空部分截面積的表達式S＝ 。
某同學要測量一新材料制成的均勻圓柱體的電阻率ρ，完成下列測量：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度，如圖甲所示，由圖可知其長度為 cm。
（2）用螺旋測微器測量其直徑，如圖乙所示，由圖可知其直徑為 mm。
某實驗小組在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，欲先采用伏安法測出金屬絲的電阻Rx，已知金屬絲的電阻約為20Ω，實驗室中有以下器材可供使用：
A.電壓表0～3V，內阻約為5kΩ；
B.電壓表0～15V，內阻約為50kΩ；
C.電流表0～150mA，內阻為0.5Ω；
D.滑動變阻器（0～5Ω）；
E.滑動變阻器（0～200Ω）；
F.電動勢約為4V、內阻不計的電源，開關及導線若干。
（1）分別用螺旋測微器（圖甲）和游標卡尺（圖乙）測量電熱絲的直徑d和長度L，則電熱絲的直徑d＝ mm，長度L＝ cm；
（2）為使測量范圍盡可能大，電壓表應選 ，滑動變阻器應選 （填寫器材前字母序號）；
（3）請在圖丙虛線框中將電路圖補充完整。
科研小組成員的同學，利用暑期放假撰寫“測量某金屬電阻率”的社會實踐報告，特意從家里找了一根長為L的空心金屬管。如圖甲所示，其橫截面為半徑為D的圓、中空部分為邊長為d的正方形。在測定金屬管的電阻時，實驗室中的備用器材如下：
A．電池（6V，內阻很小）
B．電流表A1（0～3A，內阻約0.025Ω）
C．電流表A2（0～0.6A，內阻約0.25Ω）
D．電壓表V1（0～3V，內阻約3kΩ）
E．電壓表V2（0～6V，內阻約6kΩ）
F．滑動變阻器R1（0 20Ω，1A）
G．滑動變阻器R2（0 500Ω，0.3A）
H．電鍵、導線
（1）若所測金屬管的電阻約為12Ω，要用伏安法盡量準確地測量其阻值，則電流表應選用 ，電壓表應選用 ，滑動變阻器應選用 。（填對應的字母）
（2）為了盡可能減小測量誤差，需要金屬管上所加電壓能夠從零開始變化，且變化范圍比較大，請在圖乙虛線框中畫出符合要求的電路圖。
（3）利用電壓表測量值U、電流表測量值I和題中所述物理量，推導出金屬管電阻率的計算公式 。
在“測量金屬絲的電阻率”實驗中：
（1）測量一段電阻約為幾歐姆金屬絲的電阻時所用器材和部分電路連線如圖1所示，若電流表內阻約為幾十歐姆，量程為0﹣0.6A或0﹣3A，電壓表內阻約為幾千歐姆，量程為0﹣3V或0﹣15V，用筆畫代替導線完成電路連線。
（2）合上開關之前，圖1中滑動變阻器滑片應置于最 （選填“左”或“右”）端。
（3）連好電路之后，合上開關，調節滑動變阻器，得到多組U和I數據。甲同學由每組U、I數據計算電阻，然后求電阻平均值，乙同學通過U﹣I圖像求電阻。則兩種求電阻的方法更合理的是 （選填“甲”或“乙”）
（4）兩同學進一步探究用鎳鉻絲將滿偏電流Ig＝300μA的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，表頭G兩端并聯長為L的鎳鉻絲，調節滑動變阻器使表頭G滿偏，毫安表示數為I，改變L，重復上述步驟，獲得多組I、L數據，作出I圖像如圖3所示。則I圖像斜率k＝ mA m。若要把該表頭G改裝成量程為6mA的電流表，需要把長為 m的鎳鉻絲并聯在表頭G兩端。（結果均保留兩位有效數字）
“伏安法”測量電阻絲的電阻率的實驗電路圖如圖甲所示，圖中Rx表示電阻絲，R是一個滑動變阻器。通過測量電阻絲的長度為L，通過螺旋測微器可以測得電阻絲的直徑D，測量結果如圖乙所示。
（1）從圖中可知電阻絲的直徑D＝ ；
（2）若實驗得到的電壓表示數為U，電流表示數為I，則電阻率的計算表達式為 （用U、I、L、D表示）。
（3）如果只考慮電阻測量導致的電阻率的誤差，則測量值相比于真實值 （填“偏大”或者“偏小”）。
在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm．
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖1所示，其讀數應為 mm（該值接近多次測量的平均值）．
（2）用伏安法測金屬絲的電阻Rx．實驗所用器材為：電池組（電動勢3V，內阻約1Ω）、電流表（內阻約0.1Ω）、電壓表（內阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關、導線若干．某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：
次數 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
請在圖3中畫出實驗電路圖
（3）圖2是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據（2）所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．
（4）這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖4所示，圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標點．請在圖中標出第2、4、6次測量數據的坐標點，并描繪出U﹣I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝ Ω（保留兩位有效數字）．
（5）根據以上數據可以估算出金屬絲電阻率約為 （填選項前的符號）．
A．1×10﹣2Ω m B．1×10﹣3Ω m
C．1×10﹣6Ω m D．1×10﹣8Ω m
（6）任何實驗測量都存在誤差．本實驗所用測量儀器均已校準，下列關于誤差的說法中正確的選項是 （有多個正確選項）．
A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數引起的誤差屬于系統誤差
B．由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差
C．若將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系統誤差
D．用U﹣I圖象處理數據求金屬絲電阻可以減小偶然誤差．11.3 實驗：導體電阻率的測量
1.學會游標卡尺和螺旋測微器的使用方法和讀數方法。 2.學習電流表、電壓表和滑動變阻器的電路連接使用方法。 3.學會利用伏安法測電阻,進一步測出金屬絲的電阻率。
實驗一　長度的測量及測量工具的選用
一、刻度尺
1.設計原理
常用的刻度尺的最小分度一般為1 mm，使用時估讀到毫米的下一位。
2.刻度尺的使用方法
(1)使用前要觀察刻度尺的零刻度線、量程及最小刻度值，根據待測物的大小和所需達到的測量準確度，選擇合適的刻度尺。
(2)測量物體的長度時，刻度尺應與被測物體平行，刻度線緊貼被測物體。
(3)通常測量時，將刻度尺的零刻度線與被測長度的起始端對齊；使用零刻度線已被磨損的刻度尺時，則可以讓某一整數刻度線與被測長度的起始端對齊。
(4)觀察示數時，視線應與刻度尺垂直，并與刻度線正對。
(5)讀數時，應估計到最小刻度的下一位。
二、游標卡尺
1.結構及作用
游標卡尺是測量長度的較精密的儀器，它的主要部分由一根主尺和一根游標尺(或稱副尺)構成，如圖所示。
2.原理(以十分度為例)
主尺的最小分度是1__mm，副尺上有10個等分刻度，它們的總長度等于9 mm，因此副尺上每一個分度比主尺的最小分度小0.1 mm。當副尺的零刻度線與主尺的零刻度線對齊時，副尺上的第一條刻線、第二條刻線……依次與主尺的1 mm刻線、2 mm刻線……分別相差0.1 mm、0.2 mm……，副尺上第十條刻線正好對齊主尺上9 mm刻度線，這種游標卡尺可以準確到0.1__mm，其他不同準確度的游標卡尺的原理也是一樣的。
見表格
游標卡尺 精度(mm) 測量結果[n為游標卡尺上正對刻度左側的小格數](mm)
小格數 刻度總長度(mm) 主尺與游標卡尺每小格長度差(mm)
10 9 0.1 0.1 ＋0.1n
20 19 0.05 0.05 ＋0.05n
50 49 0.02 0.02 ＋0.02n
3.使用方法
(1)校零位：使卡腳并攏，查看游標與主尺零刻線是否對齊，否則加以修正。
(2)測量：將待測物放在兩測量爪之間(注：測一般物長用外測量爪，測孔徑等物體內部長度時，用內測量爪，測深槽或深筒時，用游標后的深度尺窄片)，移動游標，使測量爪剛好與物體接觸即可讀數。
(3)讀數：①以游標零刻線位置為準，在主尺上讀取整毫米數L0。
②看游標上第幾條刻線與主尺上的某一刻線對齊，從游標上讀出毫米以下的小數為KΔL，式中K為與主尺某刻線對齊的游標第K條刻線，ΔL為游標卡尺的精度。
③得讀數為L0＋KΔL。
4.注意事項
(1)不管是10分度的游標卡尺，還是20分度、50分度的游標卡尺，在讀數時均不需要向后估讀一位。
(2)讀數時要使視線與尺垂直，避免產生視差。
(3)使用卡尺時應防止撞擊，切不可用游標卡尺量度毛坯，以免損傷測腳。
(4)測腳必須緊靠工件，用制動螺絲把游標尺固定后再讀數。
三、螺旋測微器
1.結構及作用
2.測量原理
螺旋測微器又叫千分尺，它是一種比游標卡尺更精密的測量長度的儀器，如圖所示的是一種常用的螺旋測微器，用它測量長度可以準確到0.01__mm，它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動刻度E、旋鈕D、微調旋鈕D′、測微螺桿F是連在一起的，并通過精密螺紋套在B上，精密螺紋的螺距為0.5__mm，即D每旋轉一周，F前進或者后退0.5 mm，可動刻度E上的刻度為50等分，每一小格表示0.01 mm，這也就是螺旋測微器的精度，讀數時再估讀一位，即可測到0.001 mm，故也叫作千分尺。
3.使用方法
(1)校準零位：測量前使測微螺桿F和測砧A并攏，可動刻度E的零刻度與固定刻度B的軸向線應在固定刻度的零刻度線處對齊，否則應加以修正。
(2)測量：旋動旋鈕D，將測微螺桿F旋出，把被測的物體放入A、F之間的夾縫中，轉動D，當F將要接觸物體時，再輕輕轉動微調旋鈕D′，當聽到“嗒、嗒…”的聲音時(表明待測物剛好被夾住)，然后轉動鎖緊手柄使F止動。
(3)讀數：測量時被測物體長度的整數毫米數由固定刻度讀出，小數部分由可動刻度讀出。
測量值(毫米)＝固定刻度數(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(毫米)
4.注意事項
(1)測量時，當F將要接觸被測物體時，要停止使用D，改用D′，以避免F和被測物體間產生過大的壓力，這樣，既可以保護儀器又能保證測量結果準確。
(2)讀數時，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經露出。
(3)讀數時要準確到0.01 mm，估讀到0.001 mm，即測量結果若用mm為單位，則小數點后面必須保留三位。如在測量中發現可動刻度中某刻度線正好與固定刻度的水平線對齊，則最后一位讀數要補上一個零。如某同學讀出的讀數為“6.32 mm”，肯定有效數字是錯的，正確的應讀成6.320 mm。
實驗二　金屬絲電阻率的測量
一、實驗目的
1.掌握螺旋測微器、游標卡尺的原理及讀數方法，會正確使用。
2.練習使用電流表、電壓表及伏安法測電阻。
3.測定金屬的電阻率。
二、實驗原理
(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻R(R＝)。電路原理圖如圖所示。
(2)用毫米刻度尺測出金屬絲的長度l，用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝)。
(3)由電阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出電阻率。
三、實驗器材
螺旋測微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開關及導線、待測金屬絲、電源(學生電源)、滑動變阻器。
四、實驗步驟
1.測直徑：用螺旋測微器在待測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑，并記錄。
2.連電路：按實驗原理中的電路圖連接實驗電路。
3.量長度：用毫米刻度尺測量接入電路中的待測金屬絲的有效長度，重復測量3次，并記錄。
4.求電阻：把滑動變阻器的滑動觸頭調節到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經檢查確認無誤后，閉合開關S。改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值，記入表格內，斷開開關S。
5.拆除實驗電路，整理好實驗器材。
五、數據處理
1.金屬絲直徑的測量
(1)特別注意半刻度是否露出。
(2)因螺旋測微器的精確度為0.01 mm，可動刻度上對齊的格數需要估讀，所以，若以毫米為單位的話，最后一位應出現在小數點后的第三位上。
(3)把三個不同位置的測量結果求平均值作為直徑d。
2.金屬絲長度的測量
(1)應測量接入電路中的有效長度。(也要估讀)
(2)把3次測量結果求平均值作為長度l。
3.電阻R的測量
(1)平均值法：可以用每次測量的U、I分別計算出電阻，再求出電阻的平均值，作為測量結果。
(2)圖像法：可建立U－I坐標系，將測量的對應U、I值描點作出圖像，利用圖像斜率來求出電阻值R。
4.電阻率的計算
將測得的R、l、d的值，代入電阻率計算公式ρ＝＝中，計算出金屬導線的電阻率。
六、誤差分析
1.金屬絲直徑、長度的測量帶來偶然誤差。
2.電流表外接法，R測3.通電時間過長，電流過大，都會導致電阻率發生變化(系統誤差)。
七、注意事項
1.為了方便，應在金屬導線連入電路前測導線直徑，為了準確，應測量拉直懸空的連入電路的導線的有效長度，且各測量三次，取平均值。
2.測量電路應選用電流表外接法，且測電阻時，電流不宜過大，通電時間不宜太長，因為電阻率隨溫度而改變。
3.為準確求出R的平均值，應多測幾組U、I數值，然后采用U－I圖像法求出電阻。
4.滑動變阻器用限流式接法就可以滿足該實驗的要求。
【知識擴展】
1.滑動變阻器的兩種接法及其應用
限流式接法 分壓式接法
電路圖
閉合開關前滑片位置 滑片在最左端，以保證滑動變阻器接入電路中的阻值最大 滑片在最左端，開始時R兩端的電壓為零
負載兩端的電壓調節范圍 U～U 0～U
通過負載的電流調節范圍 ～ 0～
2.伏安法測電阻原理
歐姆定律給了我們測量電阻的一種方法，由R＝可知，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，就可求出待測電阻的阻值。
3.電流表的兩種接法
內接法 外接法
電路
誤差分析 電壓表示數UV＝UR＋UA>UR 電流表示數IA＝IR R測＝>＝R真 電壓表示數UV＝UR 電流表示數IA＝IR＋IV>IR R測＝<＝R真
誤差來源 電流表的分壓作用 電壓表的分流作用
4.選擇電流表內、外接的常用方法
(1)直接比較法：適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計的情況，當Rx RA時，采用內接法，當Rx RV時，采用外接法，即大電阻用內接法，小電阻用外接法，可記憶為“大內小外”。
(2)公式計算法
當Rx>時，用電流表內接法，
當Rx<時，用電流表外接法，
當Rx＝時，兩種接法效果相同。
(3)試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關系都不能確定的情況，如圖所示，把電壓表的可動接線端分別試接b、c兩點，觀察兩電表的示數變化，若電流表的示數變化明顯，說明電壓表的分流作用對電路影響大，應選用內接法，若電壓表的示數有明顯變化，說明電流表的分壓作用對電路影響大，所以應選外接法。
某同學在一次實驗中測量一物體長度，記錄結果為1.247cm，則該同學所使用的測量工具 （　　）
A．可能為最小刻度是毫米的刻度尺
B．可能為20分度的游標卡尺
C．一定不是50分度的游標卡尺
D．可能為螺旋測微器
【解答】解：A、因1.247cm＝12.47mm，最小刻度是毫米的刻度尺的應估讀到0.1mm。故A錯誤
B、20分度的游標卡尺精度是0.05mm，讀數的末位為0或故B錯誤
C、50分度的游標卡尺精度是0.02mm，讀數的末位為0或偶數，所以此讀數一定不是50分度的游標卡尺。故C正確
D、1.247cm＝12.47mm，螺旋測微器應讀到0.001mm，故這個測量工具不可能是螺旋測微器。故D錯誤
故選：C。
甲、乙兩電路圖分別是滑動變阻器的兩種連接方式。下列說法正確的是（　　）
A．乙圖電路中的滑動變阻器采用“一上一下”的連接方式
B．在閉合開關前，甲、乙兩圖中滑片P都應置于b端
C．Rx阻值遠遠大于滑動變阻器阻值時，選擇甲圖電路連接
D．甲、乙兩圖中待測電阻Rx兩端的電壓都可以調到零
【解答】解：A．乙圖電路中的滑動變阻器沒有采用“一上一下”的連接方式，故A錯誤；
B．在閉合開關測量前，為了保護電路，則要讓通過Rx的電流最小，即要讓電路中的總電阻最大，即甲、乙兩圖中滑片P都應置于b端，故B正確；
C．甲圖是滑動變阻器的限流式接法，當Rx阻值遠遠大于滑動變阻器阻值時，根據歐姆定律可知，無論如何調節滑動變阻器，則通過待測電阻的電流幾乎不發生變化，所以應選擇滑動變阻器的分壓式接法，即選擇乙電路比較合適，故C錯誤；
D．甲電路叫做滑動變阻器的限流式接法，滑片滑到b端時，根據歐姆定律得，加在Rx兩端的電壓Ux＝IRx，可知Ux不能調節到零，故D錯誤。
故選：B。
在測量“金屬絲的電阻率”的實驗中：
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖所示，則該金屬絲的直徑為 mm；
（2）若某次實驗測出金屬絲兩端的電壓為U，通過的電流為I，接入電路的長度為L，金屬絲的直徑為d，則該金屬的電阻率ρ＝ ．
【解答】解：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數為0.5mm，可動刻度讀數為0.01×30.0mm＝0.300mm，所以最終讀數為0.800mm．
（2）根據歐姆定律R①
根據電阻定律R＝ρρ②
整理得：ρ
故答案為：（1）0.800；（2）
（多選）用伏安法測電阻時，電路接法有兩種，如圖所示，則（　　）
A．采用甲圖，測量的電阻值比真實值小
B．采用乙圖，測量的電阻值比真實值小
C．為了減小誤差，測量大電阻時宜采用甲圖
D．為了減小誤差，測量大電阻時宜采用乙圖
【解答】解：甲圖為電流表內接法，測量時誤差來源于電流表的分壓作用，故電流表讀數準確，電壓表讀數偏大，故電阻的測量值偏大；當電流表的內阻遠小于電阻R的阻值時，即測量大電阻時，電流表的分壓作用較小，可以采用此種接法；
乙圖為電流表外接法，測量時誤差來源于電壓表的分流作用，故電壓表讀數準確，電流表讀數偏大，故電阻的測量值偏小，當電壓表的內阻遠大于電阻R的阻值時，即測量小電阻時，伏特表的分流作用較小，可以采用此種接法；
故BC正確，AD錯誤。
故選：BC。
在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準，先用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實驗所用器材為：電池組（電動勢3V，內阻約1Ω）、電流表（內阻約0.1Ω）、電壓表（內阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關、導線若干。某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：
次數 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
（1）根據以上實驗數據，完成該實驗電路的實物連線；
（2）實驗測得金屬絲長度L，直徑d，兩端電壓為U，通過的電流為I，請寫出該金屬電阻率的表達式ρ＝ （用d、L、U、I等字母表示）。
【解答】解：（1）由表中數據可知，最小電壓與電流很小，接近于零，電壓與電流的變化范圍較大，滑動變阻器應采用的是分壓式接法，實物連線如下圖所示
（2）由歐姆定律得
由電阻定律得
聯立可得電阻率為：
ρ
故答案為：（1）如上圖所示；（2）
電阻率是用來表示各種材料導電性能的物理量。某同學在實驗室測量一新材料制成的圓柱體的電阻率。
（1）用刻度尺測其長度，用螺旋測微器測量其橫截面直徑，示數如圖甲所示，可知其直徑為 mm。
（2）用多用電表粗測其電阻約為6Ω。為了減小實驗誤差，需進一步用伏安法測量圓柱體的電阻，要求待測電阻兩端的電壓能從0開始連續可調。除待測圓柱體R0外，實驗室還備有的實驗器材如下：
A．電壓表V1（量程3V，內阻約為15kΩ）
B．電流表A（量程0.6A，內阻約為1Ω）
C．滑動變阻器R（阻值范圍0～5Ω，2.0A）
D．直流電源E（電動勢為3V）
E．開關
F．導線若干
則該實驗電路應選擇如圖丙電路中的 。
（3）實驗測出圓柱體的電阻為R，圓柱體橫截面的直徑為D，長度為L，則圓柱體電阻率為ρ＝ 。（用D、L、R表示，單位均已為國際單位）
【解答】解：（1）螺旋測微器的精確值為0.01mm，由圖甲可知直徑d＝0.5mm+42.0×0.01mm＝0.920mm；
（2）由于待測電阻兩端的電壓從0開始連續可調，因此滑動變阻器應采用分壓接法；
由于待測圓柱體R0的電阻遠小于電壓表內阻，為了減小誤差，電流表應采用外接法，故選B。
（3）根據電阻定律得
圓柱體截面積為
聯立可得
故答案為：（1）0.920；（2）B；（3）。
某同學測量一段長度已知為L的電阻絲的電阻率。實驗操作如下：
（1）螺旋測微器如圖所示。在測量電阻絲直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，再旋動 （選填“A”“B”或“C”），直到聽見“喀喀”的聲音，以保證壓力適當，同時避免螺旋測微器損壞；
（2）選擇電阻絲的 （選填“同一”或“不同”）位置進行多次測量，取其平均阻值作為電阻絲的直徑D；
（3）根據圖（b）的電路原理圖，在圖（c）中將電路圖補充完整；
（4）為測量Rx，利用圖（b）所示的電路，調節滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出U1﹣I1圖象，接著將電壓表改接在a、b兩端，測得5組電壓U2和電流I2的值，作出U2﹣I2圖象，如圖（d）所示；由此，可求得電阻絲的 Ω（保留三位有效數字）；
（5）根據電阻定律可得到電阻絲的電阻率ρ＝ （用L、D、Rx表示）。
【解答】解：（1）為保護螺旋測微器，將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，再旋動微調旋鈕C，直到聽見喀喀的聲音以保證壓力適當，同時防止螺旋測微器的損壞。
（2）為減小實驗誤差，選擇電阻絲的不同位置進行多次測量。取其平均值作為電阻絲的直徑D
（3）根據電路圖，連接的實物圖如下：
（4）由圖示電路圖可知：
RX+RA+R0Ω＝49.0Ω
RA+R0Ω＝25.5Ω
則電阻絲阻值：
RX＝49.0Ω﹣25.5Ω＝23.5Ω
（5）根據電阻定律，得：RX
解得：ρ
答：（1）C；（2）不同；（3）見解析；（4）23.5；（5）
某學校學生在開展“測金屬電阻率”研究性學習活動中，對有關金屬（燈泡中的鎢絲）、半導體（二極管）、合金（標準電阻）及超導材料的電阻率查閱了大量資料，提出了下列一些說法，你認為正確的有 （　　）
A．金屬溫度計是利用金屬材料的電阻率隨溫度升高而不發生顯著變化制成的
B．標準電阻是利用合金材料的電阻率幾乎不隨溫度變化而變化制成的
C．半導體材料的電阻率隨溫度升高而增大
D．當溫度為絕對零度時，某種材料電阻率突然為零，這種現象叫超導現象
【解答】解：A、金屬溫度計是利用金屬材料的電阻率隨溫度升高而而升高制成的，故A錯誤；
B、合金材料的電阻率幾乎不隨溫度變化而變化，標準電阻是利用該原理制成的，故B正確；
C、半導體材料的電阻率隨溫度升高而減小，故C錯誤；
D、當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減為零，這種現象叫超導現象；絕對零度是達不到的，故D錯誤；
故選：B。
游標卡尺和螺旋測微器是較為精密的長度測量儀器，請回答下列問題：
（1）圖1中游標卡尺的精度為 mm，其讀數為 cm。
（2）圖2中螺旋測微器的精度為 mm，其讀數為 mm。
【解答】解：（1）由圖1可知，游標卡尺的游標總格數為20格，雖然游標尺的總長度是39mm，但原理與20個分度、游標尺的總長度是19mm的游標卡尺是相同的，故其精度為0.05mm，游標卡尺的主尺讀數為9mm，游標尺上第11個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為11×0.05mm＝0.55mm，所以最終讀數為：9mm+0.55mm＝9.55mm＝0.955cm。
（2）螺旋測微器的精度為0.01mm；螺旋測微器的固定刻度為4mm，可動刻度為47.0×0.01mm＝0.470mm，所以最終讀數為4mm+0.470mm＝4.770mm，由于需要估讀，最后的結果可以在4.469～4.471之間。
故答案為：（1）0.05；0.955；（2）0.01；4.470（4.469～4.471）
一根細長而均勻的金屬管線樣品，長約為60cm，電阻大約為6Ω。截面圖如圖1所示。
（1）用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數如圖2所示，金屬管線的外徑為 mm。
（2）金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過多次測量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內形狀不規則的中空部分的截面積S，在利用伏安法測出樣品電阻的基礎上，還需要測量的物理量是 。計算中空部分截面積的表達式S＝ 。
【解答】解：（1）螺旋測微器的固定刻度是0.01mm，可動刻度是：0.01mm×12.5.0＝0.125mm，總讀數等于：1mm+0.125mmmm＝1.125mm；
②還需要測量的物理量是管線長度L。
根據R＝ρ，則陰影部分的面積：S0，則中空部分的截面積。
故答案為：（1）1.125；（2）管線長度L、。
某同學要測量一新材料制成的均勻圓柱體的電阻率ρ，完成下列測量：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度，如圖甲所示，由圖可知其長度為 cm。
（2）用螺旋測微器測量其直徑，如圖乙所示，由圖可知其直徑為 mm。
【解答】解：游標為20分度，其測量精度為0.05mm，則游標卡尺的讀數：游標卡尺主尺讀數為50mm，游標讀數為3×0.05mm＝0.15mm 所以最終讀數為50.15mm＝5.015cm；
螺旋測微器固定刻度讀數為4.5mm，可動刻度讀數為19.9×0.01mm＝0.199mm，最終讀數為d＝4.5mm+0.199mm＝4.699mm
故答案為：（1）5.015 （2）4.699
某實驗小組在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，欲先采用伏安法測出金屬絲的電阻Rx，已知金屬絲的電阻約為20Ω，實驗室中有以下器材可供使用：
A.電壓表0～3V，內阻約為5kΩ；
B.電壓表0～15V，內阻約為50kΩ；
C.電流表0～150mA，內阻為0.5Ω；
D.滑動變阻器（0～5Ω）；
E.滑動變阻器（0～200Ω）；
F.電動勢約為4V、內阻不計的電源，開關及導線若干。
（1）分別用螺旋測微器（圖甲）和游標卡尺（圖乙）測量電熱絲的直徑d和長度L，則電熱絲的直徑d＝ mm，長度L＝ cm；
（2）為使測量范圍盡可能大，電壓表應選 ，滑動變阻器應選 （填寫器材前字母序號）；
（3）請在圖丙虛線框中將電路圖補充完整。
【解答】解：（1）由圖甲所示螺旋測微器可知，電熱絲的直徑d＝5.5mm+40.0×0.01mm＝5.900mm
由圖乙所示游標卡尺可知，游標尺是20分度的，其精度是0.05mm，電熱絲的長度L＝100mm+10×0.05mm＝100.50mm＝10.050cm
（2）電源電動勢是4V，電壓表應選擇A；為方便實驗操作滑動變阻器應選擇D。
（3）由于待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數據，滑動變阻器采用分壓接法；
由于電流表內阻已知，電流表應采用內接法，實驗電路圖如圖所示
故答案為：（1）5.900；10.050；（2）A；D；（3）實驗電路圖如上圖所示。
科研小組成員的同學，利用暑期放假撰寫“測量某金屬電阻率”的社會實踐報告，特意從家里找了一根長為L的空心金屬管。如圖甲所示，其橫截面為半徑為D的圓、中空部分為邊長為d的正方形。在測定金屬管的電阻時，實驗室中的備用器材如下：
A．電池（6V，內阻很小）
B．電流表A1（0～3A，內阻約0.025Ω）
C．電流表A2（0～0.6A，內阻約0.25Ω）
D．電壓表V1（0～3V，內阻約3kΩ）
E．電壓表V2（0～6V，內阻約6kΩ）
F．滑動變阻器R1（0 20Ω，1A）
G．滑動變阻器R2（0 500Ω，0.3A）
H．電鍵、導線
（1）若所測金屬管的電阻約為12Ω，要用伏安法盡量準確地測量其阻值，則電流表應選用 ，電壓表應選用 ，滑動變阻器應選用 。（填對應的字母）
（2）為了盡可能減小測量誤差，需要金屬管上所加電壓能夠從零開始變化，且變化范圍比較大，請在圖乙虛線框中畫出符合要求的電路圖。
（3）利用電壓表測量值U、電流表測量值I和題中所述物理量，推導出金屬管電阻率的計算公式 。
【解答】解：（1）為了保持電路安全和方便調節，滑動變阻器采用分壓式接法，因此滑動變阻器故選F；
因為電源電壓約為6V，所以電壓表選E；
通過金屬管的電流最大值約為，故電流表選C。
（2）由于，
滿足，因此電流表外接；
要求電壓表的示數從零開始變化，且變化范圍比較大，滑動變阻器采用分壓式接法，電路如圖所示：
（3）根據歐姆定律，待測電阻
根據電阻定律
解得，金屬管電阻率的計算公式為
故答案為：（1）C；E；F；（2）見解析；（3）。
在“測量金屬絲的電阻率”實驗中：
（1）測量一段電阻約為幾歐姆金屬絲的電阻時所用器材和部分電路連線如圖1所示，若電流表內阻約為幾十歐姆，量程為0﹣0.6A或0﹣3A，電壓表內阻約為幾千歐姆，量程為0﹣3V或0﹣15V，用筆畫代替導線完成電路連線。
（2）合上開關之前，圖1中滑動變阻器滑片應置于最 （選填“左”或“右”）端。
（3）連好電路之后，合上開關，調節滑動變阻器，得到多組U和I數據。甲同學由每組U、I數據計算電阻，然后求電阻平均值，乙同學通過U﹣I圖像求電阻。則兩種求電阻的方法更合理的是 （選填“甲”或“乙”）
（4）兩同學進一步探究用鎳鉻絲將滿偏電流Ig＝300μA的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，表頭G兩端并聯長為L的鎳鉻絲，調節滑動變阻器使表頭G滿偏，毫安表示數為I，改變L，重復上述步驟，獲得多組I、L數據，作出I圖像如圖3所示。則I圖像斜率k＝ mA m。若要把該表頭G改裝成量程為6mA的電流表，需要把長為 m的鎳鉻絲并聯在表頭G兩端。（結果均保留兩位有效數字）
【解答】解：（1）由題中條件可知
則電流表應采用外接法，電路中最大電流為
故電流表應選量程0﹣0.6A，實物圖連線如圖所示
（2）合上開關之前，為保護電路，測量電路中的電流應最小，故圖1中滑動變阻器滑片應置于最左端；
（3）利用圖像處理數據，誤差更小，兩種求電阻的方法更合理的是乙；
（4）根據圖像可知，斜率為
由圖像可知6mA電流對應的橫軸坐標為
解得L＝0.40m
故答案為：（1）見解析；（2）左；（3）乙；（4）2.3，0.40。
“伏安法”測量電阻絲的電阻率的實驗電路圖如圖甲所示，圖中Rx表示電阻絲，R是一個滑動變阻器。通過測量電阻絲的長度為L，通過螺旋測微器可以測得電阻絲的直徑D，測量結果如圖乙所示。
（1）從圖中可知電阻絲的直徑D＝ ；
（2）若實驗得到的電壓表示數為U，電流表示數為I，則電阻率的計算表達式為 （用U、I、L、D表示）。
（3）如果只考慮電阻測量導致的電阻率的誤差，則測量值相比于真實值 （填“偏大”或者“偏小”）。
【解答】解：（1）螺旋測微器的精確度為0.01mm，電阻絲的直徑為D＝0.5mm+35.7×0.01mm＝0.857mm
（2）根據題意有U＝IRx
根據電阻定律有Rx
其中S
聯立解得
ρ
（3）電路采用電流表外接，測得電阻值偏小，則電阻率的測量值相比于真實值偏小。
故答案為：（1）0.857；（2）；（3）偏小
在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm．
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖1所示，其讀數應為 mm（該值接近多次測量的平均值）．
（2）用伏安法測金屬絲的電阻Rx．實驗所用器材為：電池組（電動勢3V，內阻約1Ω）、電流表（內阻約0.1Ω）、電壓表（內阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關、導線若干．某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：
次數 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
請在圖3中畫出實驗電路圖
（3）圖2是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據（2）所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．
（4）這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖4所示，圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標點．請在圖中標出第2、4、6次測量數據的坐標點，并描繪出U﹣I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝ Ω（保留兩位有效數字）．
（5）根據以上數據可以估算出金屬絲電阻率約為 （填選項前的符號）．
A．1×10﹣2Ω m B．1×10﹣3Ω m
C．1×10﹣6Ω m D．1×10﹣8Ω m
（6）任何實驗測量都存在誤差．本實驗所用測量儀器均已校準，下列關于誤差的說法中正確的選項是 （有多個正確選項）．
A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數引起的誤差屬于系統誤差
B．由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差
C．若將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系統誤差
D．用U﹣I圖象處理數據求金屬絲電阻可以減小偶然誤差．
【解答】解：（1）由圖1所示螺旋測微器可知，其示數為：0mm+39.8×0.01mm＝0.398mm（0.395～0.399均正確）；
（2）由表中實驗數據可知，如果用限流，最小電壓為0.6V，而表中電壓都到0.10V，滑動變阻器應采用分壓接法，
電阻阻值約為：R5Ω，電流表內阻約為0.1Ω，電壓表內阻約為3kΩ，
電壓表內阻遠大于電阻阻值，電流表應采用外接法，電路圖如圖所示；
（3）根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：
（4）根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后作出圖象如圖所示：
由圖示圖象可知，待測電阻阻值：Rx4.4Ω；
（5）待測電阻阻值：R＝ρρ，電阻率：ρ1.1×10﹣6Ω m，故選C；
（6）A、用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數引起的誤差屬于偶然誤差，故A錯誤；
B、由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于系統誤差，故B錯誤；
C、若將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系統誤差，故C正確；
D、用U﹣I圖象處理數據求金屬絲電阻可以減小偶然誤差，故D正確；故選：CD；
故答案為：（1）0.398；（2）電路圖如圖所示；（3）實物電路圖如圖所示；（4）圖象如圖所示；4.4；（5）C；（6）CD．

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