高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 實(shí)驗(yàn)7 測(cè)定金屬的電阻率課件

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1、第 七 章 恒 定 電 流實(shí)驗(yàn)七測(cè)定金屬的電阻率 基礎(chǔ)梳理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握螺旋測(cè)微器的原理及讀數(shù)方法2掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法3會(huì)用伏安法測(cè)電阻，并能測(cè)定金屬的電阻率 二、實(shí)驗(yàn)原理 三、實(shí)驗(yàn)器材毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器、直流電流表和直流電壓表、滑動(dòng)變阻器(阻值范圍050 )、電池組、開關(guān)、被測(cè)金屬絲、導(dǎo)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(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路 3長(zhǎng)度測(cè)量：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量3次，求出其平均值l.4.U、I測(cè)量：把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)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(rèn)無

2、誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.UIR x 五、注意事項(xiàng)1.測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，是指測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，亦即電壓表并入的待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直為了準(zhǔn)確，應(yīng)在金屬絲連入電路前測(cè)其直徑并求平均值，應(yīng)測(cè)量拉直懸空的連入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度，且測(cè)三次，取平均值 3.實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測(cè)金屬導(dǎo)線、滑動(dòng)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(cè)金屬導(dǎo)線的兩端4.閉合電鍵S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片處在有效電阻值最大的位置

3、 5.在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過待測(cè)導(dǎo)線的電流I的值不宜過大(電流表用00.6 A量程)，通電時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大為準(zhǔn)確求出R平均值，應(yīng)采用UI圖象法求電阻6.對(duì)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)，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(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器的使用和讀數(shù)1游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造：主尺，游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)，游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺(如圖所示) (2)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少

4、1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)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(zhǎng)度每小格與1 mm的差值精確度(可準(zhǔn)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(cè)微器(1)構(gòu)造：如圖，S為固定刻度，H為可動(dòng)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(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺的刻度從上至下分別為9 mm長(zhǎng)10等分、19 mm長(zhǎng)20等分、49 mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次為_mm，_mm，_mm. (2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)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(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)是_A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)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(shí)，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(shí)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(jiǎn)單的操作方法是_若用兩個(gè)這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為_ 考向二對(duì)實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)操作的考查典例2(2014江蘇單科，10)某同學(xué)通過

6、實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)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(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出合上開關(guān)，將滑動(dòng)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(diào)節(jié)滑動(dòng)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(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.

7、7 .為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議 (2)根據(jù)電路圖連接實(shí)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(shí)際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實(shí)際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)實(shí)際處理過程中，需要估算回路中的最大電流(一般按滑動(dòng)變阻器采用限流接法進(jìn)行估算)如：用伏安法作出標(biāo)有“6 V0.6 W”字樣的小燈泡的UI圖象，而實(shí)際加在小燈泡兩端的電壓不能超過6 V. 考向四創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)典例4(2013廣東高考)如圖(a)是測(cè)量電阻Rx的原理圖學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6 A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長(zhǎng)度刻度

8、的均勻電阻絲ab的總長(zhǎng)為30.0 cm. (1)根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖(2)斷開S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時(shí)，單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u_V/cm.記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)(3)保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長(zhǎng)度L，同時(shí)調(diào)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(zhǎng)度L和A2的示數(shù)I.測(cè)量6組L和I值，測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出，寫出Rx與L、I、u的關(guān)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(diǎn)分析1源于教材本例同樣是運(yùn)用電阻率公式，測(cè)出金屬的電阻、長(zhǎng)度以及直徑(橫截面積)，來進(jìn)一步確定金屬

9、材料的電阻率，都使用了螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬的直徑 2高于教材本實(shí)驗(yàn)與教材原實(shí)驗(yàn)有所不同，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：原實(shí)驗(yàn)測(cè)量的是金屬絲的電阻率而本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的是圓柱體金屬的電阻率；原實(shí)驗(yàn)在測(cè)量金屬長(zhǎng)度時(shí)使用直尺，而本實(shí)驗(yàn)使用游標(biāo)卡尺，這樣一起考查了游標(biāo)卡尺的讀數(shù)問題；原實(shí)驗(yàn)在測(cè)量金屬電阻時(shí)使用的電路原理是伏安法，而本實(shí)驗(yàn)題運(yùn)用了等效替代的方法，考查了等效替代法的實(shí)驗(yàn)原理、操作方法及注意事項(xiàng)等 二、本實(shí)驗(yàn)還可以從以下方面進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新(一)數(shù)據(jù)處理1如果要測(cè)圓桶形薄片的電阻率，實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何改進(jìn)？提示：要測(cè)量圓桶形薄片的電阻率，可將圓桶展開，相當(dāng)于測(cè)量薄的長(zhǎng)方體的電阻率2要想測(cè)量液體的電阻率，則該實(shí)驗(yàn)如何操

10、作？提示：要測(cè)量液體的電阻率，可將液體裝入長(zhǎng)方體或圓柱體的容器，進(jìn)行測(cè)量 (二)實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新本實(shí)驗(yàn)還可以用什么方法測(cè)量金屬的電阻值？提示：測(cè)景電阻時(shí)還可以使用半偏法、多用電表直接測(cè)量、電橋法、雙電流表法、雙電壓表法等(三)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新如果沒有螺旋測(cè)微器而只給直尺，應(yīng)如何測(cè)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(cè)量總長(zhǎng)度；然后求出直徑 頻考一實(shí)驗(yàn)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(shí)讀數(shù)為_V.接015 V量程時(shí)讀數(shù)為_V.接03 A量程時(shí)讀數(shù)為_A.接

11、00.6 A量程時(shí)讀數(shù)為_A. (2) 2(2015海南單科，11)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)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(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)電路的選取3(2016合肥高三質(zhì)檢)現(xiàn)要測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值，所用器材如下：標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程250 mA，內(nèi)阻r15 )；電流表A2(量程300 mA，內(nèi)阻r2約為5 )；待測(cè)電阻R1(阻值約為100 )；滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10 )；電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6 V，內(nèi)阻r約為1 )；單刀單擲開關(guān)，導(dǎo)線若干要求方法簡(jiǎn)捷，并能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)電路

12、原理圖，并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào) 解析由于A1的內(nèi)阻已知，可將其當(dāng)作電壓表來用；又給了另一個(gè)電流表A2，可把兩電流表示數(shù)之差當(dāng)作通過R1的電流，利用歐姆定律測(cè)R1的阻值；題目要求測(cè)多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式；實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示： 4(2016福建龍巖3月質(zhì)檢)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一根粗細(xì)均勻、阻值約為5 合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)，用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的結(jié)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(diào)的學(xué)生電源(2 V、4 V、6 V內(nèi)阻可不計(jì))B電流表(00.6 A，內(nèi)阻約02 )C電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k)D待測(cè)電阻RxE保護(hù)電阻R05 F滑動(dòng)變阻器(05 ，額定電流2 A)G滑動(dòng)變阻器(020 ，額定電流1 A)H開關(guān)和導(dǎo)線若干