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1、實驗(10):探究導體電阻與其影響因素的關系一、實驗原理圖二、基本實驗要求1.實驗目的探究電阻與導體的材料、橫截面積、長度之間的關系。2.實驗原理用控制變量法進行探究。保持橫截面積和材料兩個因素不變的條件下,改變導體長度,測出相應的電阻及導體長度,可得出電阻與導體長度的關系。然后再依次研究電阻與另外兩個因素的關系。利用本實驗結果,我們還可以測量導體的電阻率,如果要具體測量導體的電阻,為減小誤差,要根據(jù)被測電阻的大小,合理選擇電流表內接法或外接法。如上圖,a、b、c、d是四條不同的金屬導體。在長度、橫截面積、材料三個因素方面:b、c、d跟a相比,分別只有一個因素不同;b與a長度不同;c與a橫截面
2、積不同;d與a材料不同。圖中四段導體是串聯(lián)的,每段導體兩端的電壓與它們的電阻成正比,因此,用電壓表分別測量a、b、c、d兩端的電壓,就能知道它們的電阻之比。比較a、b的電阻之比與它們的長度之比;比較a、c的電阻之比與它們的橫截面積之比;比較a、d的電阻是否相等。這樣就可以得出長度、橫截面積、材料這三個因素與電阻的關系。改變滑動變阻器阻值,可以獲得多組實驗數(shù)據(jù)以得到更可靠的結論。3.實驗器材被測金屬導體、電壓表、直流電源、開關、滑動變阻器、導線。4.實驗步驟(1)根據(jù)實驗原理圖,連接實物,讓滑動變阻器接入電路部分電阻最大,閉合開關。(2)移動滑動變阻器到某一位置,記錄a、b、c、d四條不同的金屬
3、導體材料兩端的電壓。(3)移動滑動變阻器位置若干次,每次都重新記錄a、b、c、d四條不同的金屬導體材料兩端的電壓。(4)梳理記錄的數(shù)據(jù),探究電阻與導體的材料、橫截面積、長度之間的關系。5.實驗結論導體的電阻與導體的長度成正比,導體的電阻與導體的橫截面積成反比,導體的電阻與導體材料的性質有關?？键c1考點2考點1實驗原理和操作典例典例5在探究導體電阻與其影響因素的定量關系的實驗中:(1)某實驗小組用如圖甲所示電路對鎳鉻合金絲和康銅絲進行探究,a、b、c、d是四種金屬絲。甲實驗小組討論時,某同學對此電路提出異議,他認為,電路中應該串聯(lián)一個電流表,只有測出各段金屬絲的電阻,才能分析電阻與其影響因素的定
4、量關系。你認為要不要串聯(lián)電流表?并簡單說明理由。; 考點1考點2幾根鎳鉻合金絲和康銅絲的規(guī)格如下表所示:電路圖中金屬絲a、b、c分別為下表中編號為A、B、C的金屬絲,則金屬絲d應為下表中的(用表中編號D、E、F表示)?？键c1考點2(2)該實驗小組探究了導體電阻與其影響因素的定量關系后,想測定某金屬絲的電阻率。用毫米刻度尺測量金屬絲長度為l=80.00cm,用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖乙所示,則金屬絲的直徑d為; 乙考點1考點2丙丁按如圖丙所示連接好電路,測量金屬絲的電阻R。改變滑動變阻器的阻值,獲得六組I、U數(shù)據(jù)描在如圖丁所示的坐標系上。由圖可求得金屬絲的電阻R= ,該金屬絲的電阻率=m(保
5、留兩位有效數(shù)字)?？键c1考點2解析: (1)串聯(lián)電路的電流處處相等,串聯(lián)電阻兩端電壓與電阻成正比,不需要測出電流,根據(jù)電阻兩端電壓大小即可比較出電阻大小。探究影響電阻的因素,應采用控制變量法,實驗已選A、B、C的金屬絲,根據(jù)控制變量法的要求,應控制材料的長度與橫截面積相等而材料不同,因此d應選表中的E。考點1考點2(2)由題圖乙示螺旋測微器可知,其示數(shù)為1.5mm+10.00.01mm=1.600mm;根據(jù)坐標系內的點作出圖象如圖所示。答案: (1)不需要,串聯(lián)電路的電流處處相等,電壓與電阻成正比E(2)1.600mm0.521.310-6考點1考點2考點2測量材料的電阻率典例典例6(2017
6、浙江4月學考)小明用電學方法測量電線的長度。首先,小明測得電線銅芯的直徑為1.00mm,估計其長度不超過50m(已知銅的電阻率為1.7510-8m)?，F(xiàn)有如下實驗器材:量程為3V、內阻約為3k的電壓表;量程為0.6A、內阻約為0.1的電流表;阻值為020的滑動變阻器;內阻可忽略、輸出電壓為3V的電源;阻值為R0=4.30的定值電阻,開關和導線若干?？键c1考點2甲乙小明采用伏安法測量電線電阻,正確連接電路后,調節(jié)滑動變阻器,電流表的示數(shù)從0開始增加,當示數(shù)為0.50A時,電壓表示數(shù)如圖甲所示,讀數(shù)為V。根據(jù)小明測量的信息,圖乙中P點應該(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”),Q點應該(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”),小明測得的電線長度為m。考點1考點2解析: 由題圖甲可得,電壓表量程為3V,示數(shù)應為2.50V;被測量電阻屬于小電阻,電流表應外接,P點應接b,題中要求電流表能從0開始變化,所以電路應采用分壓接法,Q點應接a,根據(jù)電阻定律,代入數(shù)據(jù)可得長度為31.4m。答案: 2.50接b接a31.4
浙江省高考物理三輪沖刺 實驗（10）探究導體電阻與其影響因素的關系課件
