高考物理一輪復習 第7章 實驗7 測定金屬的電阻率課件

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1、第 七 章 恒 定 電 流實驗七測定金屬的電阻率 基礎梳理一、實驗目的1掌握螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法2掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法3會用伏安法測電阻，并能測定金屬的電阻率 二、實驗原理 三、實驗器材毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電流表和直流電壓表、滑動變阻器(阻值范圍050 )、電池組、開關、被測金屬絲、導線若干 2電路連接：按如圖所示的電路原理圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路 3長度測量：用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復測量3次，求出其平均值l.4.U、I測量：把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認無

2、誤后，閉合開關S，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內，斷開開關S.UIR x 五、注意事項1.測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表并入的待測導線長度，測量時應將導線拉直為了準確，應在金屬絲連入電路前測其直徑并求平均值，應測量拉直懸空的連入電路的金屬絲的有效長度，且測三次，取平均值 3.實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端4.閉合電鍵S之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置

3、 5.在用伏安法測電阻時，通過待測導線的電流I的值不宜過大(電流表用00.6 A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大為準確求出R平均值，應采用UI圖象法求電阻6.對螺旋測微器讀數(shù)時，毫米的整數(shù)部分由固定刻度讀出，并且注意半毫米刻度線是否露出 六、誤差分析 方法規(guī)律一、游標卡尺，螺旋測微器的使用和讀數(shù)1游標卡尺(1)構造：主尺，游標尺(主尺和游標尺上各有一個內、外測量爪)，游標尺上還有一個深度尺(如圖所示) (2)原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少

4、1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其讀數(shù)見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm的差值精確度(可準確到)10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 2.螺旋測微器(1)構造：如圖，S為固定刻度，H為可動刻度 考向一儀器、儀表的使用及讀數(shù)典例1(1)如圖1所示的三把游標卡尺，它們的游標尺的刻度從上至下分別為9 mm長10等分、19 mm長20等分、49 mm長50等分，它們的讀數(shù)依次為_mm，_mm，_mm. (2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示

5、數(shù)如圖2所示，則金屬絲的直徑是_mm. (3)圖3所示的電表使用0.6 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)是_A；當使用3 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_A.圖4所示的電表使用較小量程時，每小格表示_V，圖中表針的示數(shù)為_V若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示_V，圖中表針示數(shù)為_V (4)旋鈕式電阻箱如圖5所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為_.今欲將接入電路的電阻改為2 087 ，最簡單的操作方法是_若用兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為_ 考向二對實驗原理，實驗操作的考查典例2(2014江蘇單科，10)某同學通過

6、實驗測量一種合金的電阻率(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉動，讀數(shù)前應先旋緊圖甲所示的部件_(選填“A”、“B”、“C”或“D”)從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_mm. (2)如圖乙所示是測量合金絲電阻的電路，相關器材的規(guī)格已在圖中標出合上開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化由此可以推斷：電路中_(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了_(選填“短路”或“斷路”) (3)在電路故障被排除后，調節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA，由此，該同學算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.

7、7 .為了更準確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應作怎樣的改進？請寫出兩條建議 (2)根據(jù)電路圖連接實物圖 儀器選擇的基本思路(1)優(yōu)先考慮安全因素各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)實際處理過程中，需要估算回路中的最大電流(一般按滑動變阻器采用限流接法進行估算)如：用伏安法作出標有“6 V0.6 W”字樣的小燈泡的UI圖象，而實際加在小燈泡兩端的電壓不能超過6 V. 考向四創(chuàng)新實驗設計典例4(2013廣東高考)如圖(a)是測量電阻Rx的原理圖學生電源輸出電壓可調，電流表量程選0.6 A(內阻不計)，標有長度刻度

8、的均勻電阻絲ab的總長為30.0 cm. (1)根據(jù)原理圖連接圖(b)的實物圖(2)斷開S2，合上S1；調節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時，單位長度電阻絲的電壓u_V/cm.記錄此時電流表A1的示數(shù)(3)保持S1閉合，合上S2；滑動c點改變ac的長度L，同時調節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟(2)記錄的值相同，記錄長度L和A2的示數(shù)I.測量6組L和I值，測量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標出，寫出Rx與L、I、u的關系式Rx_；根據(jù)圖(c)用作圖法算出R x_. 高考命題常涉及的幾種創(chuàng)新角度一、本題創(chuàng)新點分析1源于教材本例同樣是運用電阻率公式，測出金屬的電阻、長度以及直徑(橫截面積)，來進一步確定金屬

9、材料的電阻率，都使用了螺旋測微器測量金屬的直徑 2高于教材本實驗與教材原實驗有所不同，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：原實驗測量的是金屬絲的電阻率而本實驗測量的是圓柱體金屬的電阻率；原實驗在測量金屬長度時使用直尺，而本實驗使用游標卡尺，這樣一起考查了游標卡尺的讀數(shù)問題；原實驗在測量金屬電阻時使用的電路原理是伏安法，而本實驗題運用了等效替代的方法，考查了等效替代法的實驗原理、操作方法及注意事項等 二、本實驗還可以從以下方面進行改進創(chuàng)新(一)數(shù)據(jù)處理1如果要測圓桶形薄片的電阻率，實驗應如何改進？提示：要測量圓桶形薄片的電阻率，可將圓桶展開，相當于測量薄的長方體的電阻率2要想測量液體的電阻率，則該實驗如何操

10、作？提示：要測量液體的電阻率，可將液體裝入長方體或圓柱體的容器，進行測量 (二)實驗原理的創(chuàng)新本實驗還可以用什么方法測量金屬的電阻值？提示：測景電阻時還可以使用半偏法、多用電表直接測量、電橋法、雙電流表法、雙電壓表法等(三)實驗器材的創(chuàng)新如果沒有螺旋測微器而只給直尺，應如何測量電阻絲的直徑？提示：可將電阻絲緊密的纏繞在圓柱形鉛筆上3050匝，測量總長度；然后求出直徑 頻考一實驗儀器的使用和讀數(shù)1完成下列讀數(shù)(1)電流表量程一般有兩種00.6 A,03 A；電壓表量程一般有兩種03 V,015 V如圖所示： 接03 V量程時讀數(shù)為_V.接015 V量程時讀數(shù)為_V.接03 A量程時讀數(shù)為_A.接

11、00.6 A量程時讀數(shù)為_A. (2) 2(2015海南單科，11)某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結果如圖(a)和(b)所示該工件的直徑為_cm，高度為_mm. 答案1.2206.861 頻考二實驗儀器，實驗電路的選取3(2016合肥高三質檢)現(xiàn)要測量一待測電阻的阻值，所用器材如下：標準電流表A1(量程250 mA，內阻r15 )；電流表A2(量程300 mA，內阻r2約為5 )；待測電阻R1(阻值約為100 )；滑動變阻器R2(最大阻值10 )；電源E(電動勢約為6 V，內阻r約為1 )；單刀單擲開關，導線若干要求方法簡捷，并能測量多組數(shù)據(jù)，畫出實驗電路

12、原理圖，并標明每個器材的代號 解析由于A1的內阻已知，可將其當作電壓表來用；又給了另一個電流表A2，可把兩電流表示數(shù)之差當作通過R1的電流，利用歐姆定律測R1的阻值；題目要求測多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應接成分壓式；實驗電路圖如圖所示： 4(2016福建龍巖3月質檢)某同學通過實驗測定一根粗細均勻、阻值約為5 合金絲電阻率的實驗，用螺旋測微器測定合金絲直徑的結果如圖所示，合金絲的直徑為_mm.現(xiàn)有如下器材： A輸出電壓可調的學生電源(2 V、4 V、6 V內阻可不計)B電流表(00.6 A，內阻約02 )C電壓表(03 V，內阻約3 k)D待測電阻RxE保護電阻R05 F滑動變阻器(05 ，額定電流2 A)G滑動變阻器(020 ，額定電流1 A)H開關和導線若干