[配套K12]2017-2018学年高中物理 第3章 恒定电流 实验:测定金属的电阻率教学案 鲁科版
2017_2018学年高中物理第二章恒定电流专题课件新人教版选修3_1
•探究三 测定金属的电阻率
1.实验原理 U (1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻 R(R= I )。电路原理如图 所示。 (2)用米尺测出金属丝的长度 l, 用螺旋测微器测出金属丝 πd2 的直径 d,算出横截面积 S(S= )。 4 l RS πd2R πd2U (3)由电阻定律 R=ρS,得 ρ= l = = ,求出电 4l 4lI 阻率。
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3.数据处理 (1)金属导线直径的读数 ①特别小心半刻度是否露出。 ②因螺旋测微器的精确度为0.01mm,可动刻度上对齐的 格数需要估读,所以,若以毫米为单位的话,最后一位应 出现在小数点后的第三位上。 ③把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d。 (2)金属丝长度的测量 ①应测量接入电路中的有效长度; ②因为用的是毫米刻度尺,读数时要读到毫米的下一位; (别忘记估读)
• 3.注意事项 • (1)不管是10分度的游标卡尺,还是20分度、50分度的游标 卡尺,在读数时均不需要向后估读一位。 • (2)读数时要使视线与尺垂直,避免产生视差。 • (3)使用卡尺时应防止撞击,切不可用游标卡尺量度毛坯, 以免损伤测脚。 • (4)测脚必须紧靠工件,用制动螺丝把游标尺固定后再读数。
(3)电阻 R 的测量值确定 方法一,平均值法:可以将每次测量的 U、I 分别计算出电阻,求出电阻的 平均值,作为测量结果。 方法二,图象法:可建立 U-I 坐标系,将测量的对应 U、I 值描点作出图 象,利用图象斜率来求出电阻值 R。 RS πd2R (4)将测得的 R、l、d 的值,代入电阻率计算公式 ρ= l = 中,计算出金 4l 属导线的电阻率。
• 3.注意事项 • (1)测量时,当F将要接触被测物体时,要停止使用D,改 用D′,以避免F和被测物体间产生过大的压力,这样,既 可以保护仪器又能保证测量结果准确。 • (2)读数时,要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已 经露出。 • (3)读数时要准确到0.01mm,估读到0.001mm,即测量结果 若用mm为单位,则小数点后面必须保留三位。如在测量 中发现可动刻度中某刻度线正好与固定刻度的水平线对齐, 则最后一位读数要补上一个零。如某同学读出的读数为 “6.32mm”,肯定有效数字是错的,正确的应读成
2018年高中物理第三章恒定电流章末过关检测鲁科版.doc
2018年高中物理第三章恒定电流章末过关检测鲁科版第三章恒定电流章末过关检测三时间60分钟,满分100分一、单项选择题本题共6小题,每小题6分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确 1.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻B.由R=可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象D.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小;通过导体的电流为零时,导体的电阻也为零解析选C.无论导体是否接入电路中,其电阻不会发生变化,所以不能说导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比,所以A、B错;导体的电阻只跟导体的几何形状和材料性质有关,跟导体中是否有电流通过及电流的大小无关,所以D错. 2.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.6410-6 m2的导线,那么电路中的电流是电子带电量为 1.610-19 C A.0.016 μA B.1.6 mA C.16 μA D.0.16 μA 解析选D.由电流的定义式I=可知,电流大小与横截面积无关,代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA.3.2018·重庆第二外国语学校高二期中如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中.下列判断正确的是A.IABIBC B.IAB<IBC C.UAB=UBC D.UAB>UBC 解析选D.由题图知,导体AB与BC串联接入电路,由串联电路的电流特点知,流过串联电路的电流处处相等,所以IAB=IBC,故A、B错误;由题意知,导体AB与BC的材料、长度相同,AB的横截面积小于BC的横截面积,根据电阻定律可知RAB>RBC,因为IAB=IBC,由U=IR知,UAB>UBC,故C错误,D正确. 4.用电动势为6 V、内电阻为4 Ω的直流电源,依次给下列四个小灯泡供电,最亮的是A.R1=2 Ω B.R2 =4 Ω C.R3=6 Ω D.R4=8 Ω 答案B 5.2018·西安一中高二月考一个电流表,刻度盘的每1小格代表1 μA,内阻为Rg,如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表n μA,则A.给它串联一个电阻,阻值为nRg B.给它串联一个电阻,阻值为n-1Rg C.给它并联一个电阻,阻值为D.给它并联一个电阻,阻值为解析选D.因Ig=,量程扩大n倍为nIg,则应有n-1Ig被分流,故应并联一个分流电阻,阻值R==,则D正确. 6.如图所示的伏安法测电阻电路中,电压表的内阻为3 kΩ,读数为3 V;电流表内阻为10 Ω,读数为4 mA.待测电阻R的真实值等于A.750 Ω B.760 Ω C.1 000 Ω D.1 010 Ω 解析选C.电压表读数为电压表与R并联部分的电压,由于电压表内阻为3 kΩ,所以流经电压表的电流I1==0.001 A,电流表读数为4 mA=0.004 A,所以流经R的电流I2=0.004 A-0.001 A=0.003 A,由欧姆定律R==1 000 Ω,故C正确.二、多项选择题本题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分7.将分压电阻串联在电流表上改装成电压表,下列说法中正确的是A.接上分压电阻后,增大了原电流表的满偏电压B.接上分压电阻后,电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上,电流表的满偏电压不变C.若分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大到n+1倍D.通电时,电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析选BCD.分压电阻与电流表串联,电压按电阻阻值比例分配电压,总电压增大,但表头的满偏电压不变,A错误,B、D正确;分压电阻R=nRg时,RV=n+1Rg,电压表量程U=IgRV=n+1IgRg,C正确. 8.2018·山东济南一中高二期中如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是A.R1∶R2=1∶3 B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2 C.将R1与R2串联后接于电源上,则功率之比P1∶P2=1∶3 D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3 解析选AC.在I-U图象中,图象的斜率表示电阻的倒数,由图象可知k1=3k2,则R2=3R1,即R1∶R2=1∶3,故A正确;把R1拉长到原来的3倍后,横截面积同时变为原来的,根据电阻定律R =可知,R1将变为原来的9倍,是R2的3倍,故B错误;R1与R2串联,电流相等,由P=I2R知,P1∶P2=R1∶R2=1∶3,故C正确;R1与R2并联,电压相等,由I=可知,I1∶I2=R2∶R1=3∶1,故D错误. 9.在如图所示的电路中,电容器C的上极板带正电.为了使该极板仍带正电且电量增大,下列办法中可采用的是A.增大R1,其他电阻不变B.增大R2,其他电阻不变C.增大R3,其他电阻不变D.增大R4,其他电阻不变答案BC 10.四个相同的小量程电流表表头分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如图所示接入电路,则A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角解析选AD.A1、A2处相当于表头和分流电阻四个元件并联,显然流过A1、A2两电流表表头的电流相等,故两表指针偏转角相等,但两表头的读数分别为流过表头与分流电阻的电流之和,A1的分流电阻小,电流大,选项A正确,选项B错误;V1、V2表处相当于两表头和各自的分压电阻四个元件串联,两表头指针偏角也相等,V1表分压电阻大,读数大,选项C错误,选项D 正确.三、非选择题本题共3小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位11.12分2018·济南县区联考在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长L,金属丝的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率. 1从图中读出金属丝的直径为________mm. 2为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材A.电压表0~3 V,内阻10 kΩ B.电压表0~15 V,内阻50 kΩ C.电流表0~0.6 A,内阻0.05 Ω D.电流表0~3 A,内阻0.01 Ω E.滑动变阻器,0~10 Ω F.滑动变阻器,0~100 Ω ①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②实验中他的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误. 错误1__________________________________________________ ____________. 错误2______________________________________________________________. 解析1螺旋测微器读数为0.680 mm. 2①两节干电池串联后的总电压为3 V,因此电压表选A.电路中的最大电流为0.6 A,电流表应选C.为便于调节电路,滑动变阻器应选E. ②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. 答案10.680 2①A C E ②导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法12.14分有一块满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=100 Ω的小量程电流表.请画出电路图,并计算所需电阻的阻值. 1把它改装成满偏电压U=10 V的电压表;2把它改装成满偏电流I=0.6 A的电流表. 甲解析1小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1 VU,因此需串联一个适当的分压电阻,即可将其改装成电压表,改装的电路如图甲所示,由欧姆定律U=IgRg+Rx,解得Rx=-Rg=9 900 Ω. 乙2小量程电流表的满偏电流IgI,要将其改装成大量程电流表,应给其并联一个适当的分流电阻,改装的电路如图乙所示,由并联电路电压相等得IgRg =I-IgRx,解得Rx=Rg=Ω≈0.17 Ω. 答案1电路图见解析图甲串联一个9 900 Ω的电阻2电路图见解析图乙并联一个0.17 Ω的电阻13.14分2018·广西柳州铁一中高二月考表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数,根据表中提供的信息,探究以下问题规格后轮驱动直流电机车型26″电动自行车额定输出功率120 W 整车质量30 kg 额定电压40 V 最大载重120 kg 额定电流 3.5 A 1在额定电压下工作时,该电机的内阻是多少,其效率为多大;2假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02,在最大载重量的情况下,人骑车行驶的最大速度为多大.g取10 m/s2 解析1由题目提供的表可知,电机的输出功率为P出=120 W,额定电压为U0=40 V,额定电流为I0=3.5 A 电机正常工作时输入功率为P入=U0I0=403.5 W=140 W 所以电机的效率为η=100=100≈85.7 设电机的内阻为r,则由欧姆定律知P 入-P出=Ir 解得r≈1.63 Ω. 2设车的质量为m,人的质量为M,由题意知行驶时所受阻力为F阻=kM+mg,当达到最大速度vmax时,应用P出=F阻vmax解得vmax=4 m/s. 答案11.63 Ω 85.7 24 m/s。
江苏省启东中学2018高考物理专项复习试题:恒定电流实
江苏省启东中学2018高考物理专项复习试题:恒定电流实验测定金属的电阻率1. 有一待测电阻Rx,无法估计其粗略值。
某同学用伏安法进行测量,按图10所示(甲)、(乙)两种电路各测一次,用(甲)图测得的数据是2.9V,4.0mA;用(乙)图测得的数据是3.0V,3.0mA。
由此可知,应用________图测量的值误差较小,测量值Rx=________Ω。
【答案】(1). 乙(2). 1000【解析】从题中给出的两组数据可以看出,待测电阻的阻值大概一千欧,比较大,所以电流表的分压较小,电压表的分流较大,应采用电流表的内接法,故乙图测量的误差较小,,2. 在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,以下操作中错误的是______A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变【答案】AC【解析】实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法.故A、C操作错误.3. 甲、乙、丙三位同学在使用不同的游标卡尺测量同一个物体的长度时,测量的结果分别如下:甲同学:使用游标为50分度的卡尺,读数为120.45mm乙同学:使用游标为20分度的卡尺,读数为120.4mm丙同学:使用游标为10分度的卡尺,读数为120.4mm从这些实验数据中可以看出读法正确的是___.【答案】丙.【解析】50分度的游标卡尺精度为0.02mm,即尾数只能为偶数,故甲同学所测量结果错误;20分度的游标卡尺精度为0.05,故测量结果的最后一位只能为0或5,故乙同学测量结果错误;10分度的游标卡尺精度为0.1mm,故丙同学测量结果正确;4. 在做“测定金属的电阻率”实验时,下列操作中正确的是_____A.若待测金属导线是漆包线,应该用火烧去表面的漆皮,轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径,千万不可用小刀去刮掉漆皮,而两端接头部分则要用砂布打磨干净,以保证电路接触良好B.用米尺反复测量3次导线的总长,求出平均值l,然后将导线接入测量电路中C.估计待测金属导线的电阻值大小,选择合适的仪器和实验电路D.合上开关S,不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值,记录几组对应的电流强度和电压的数值,计算出导线的电阻R【答案】AC【解析】测金属丝的直径应去掉表面的漆,轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径,千万不可用小刀去刮掉漆皮,而两端接头部分则要用砂布打磨干净,以保证电路接触良好,A正确;用毫米刻度尺测量3次导线的总长,求出平均值l,然后将导线接入测量电路中,B错误;计待测金属导线的电阻值大小,选择合适的仪器和实验电路,C正确;记录几组对应的电流强度和电压的数值,作出U-I图象,通过求效率来求电阻,D错误;故选AC.5. 在测量金属丝电阻率的实验中,在连接电路时,下列说法错误的是(____)A.在连接实验电路中,电键应处于断开状态,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处B.连好电路后,经检查没有错误,立即按下电键,接通电源C.连接好电路后,经检查没有错误,正式闭合电键前,先要试触,如果没有电表超过量程或不正常情况,再把电键按下D.用安培表和伏特表测量电流和电压,在读数后要及时断开电键【答案】B【解析】为保护电路中的各个元件,在连接实验电路中,电键应处于断开状态,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处,故A正确;为安全起见,连接好电路后,经检查没有错误,正式闭合电键前,先要试触,如果没有电表超过量程或不正常情况,再把电键按下,故B错误,C正确;电阻丝长时间工作,温度会显著升高,电阻率会变化,故用安培表和伏特表测量电流和电压,在读数后要及时断开电键,故D正确;此题选择错误的选项,故选B.6. 某位同学自制了一个螺旋测微计.由于没有车床加工精密螺纹,就找了一段细钢丝(直径为0.8mm),又找了一个细圆柱,在细圆柱上均匀涂上万能胶,然后在细圆柱上紧密绕排细钢丝作为螺栓.在螺栓上再紧密绕排细钢丝和牛皮纸组成一个螺母.再通过其他工作,一个螺旋测微计终于成功了.问该螺旋测微计的固定刻度最小长度为________mm,若可动刻度分成20等份,则刻螺旋测微可准确到________mm.【答案】(1). 0.8;(2). 0.04【解析】由于该段细钢丝直径为0.8mm,所以每转一周,固定刻度将前进0.8mm,因此该螺旋测微计的固定刻度最小长度为0.8mm;若可动刻度分成20等份,则每一个小分度的大小:L=0.8/2=0.04mm,则刻螺旋测微可准确到0.04mm.7. 用伏安法测电阻可以采用电流表内接法或电流表外接法,下列说法正确的是____A.待测电阻阻值大时用外接法 B.待测电阻阻值小时用内接法C.用外接法测得的阻值比真实值偏大 D.用外接法测得的阻值比真实值偏小【答案】D......点睛:本题考查了伏安法测电阻两种接法的误差分析,难度不大,知道两种接法的电路连接方式、熟练应用串并联电路特点、欧姆定律即可正确解题.8. 在“测定金属的电阻率”的试验中,下列注意事项中正确的是____A.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法B.在电阻丝上任选一处测金属导线直径就可以C.闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置D.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值【答案】ACD【解析】估计待测金属导线的电阻值大小,本实验中被测金属导线的电阻值较小,一般采用电流表外接法,A正确;电阻丝上任选中间与两端共三处测金属导线直径,从而取平均值就可以,B错误;闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置,从而减小电流,保护电路,C正确;用毫米刻度尺测量3次导线的总长,且测量时应将导线拉直,求出平均值,然后将导线接入测量电路中,故D正确;故选ACD.9. 在“测定金属丝的电阻率”实验中,以下操作中错误的是____A.用米尺测量金属丝的全长三次,算出其平均值B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表外接电路,多次测量后算出平均值D.实验中保持金属丝的温度不变【答案】A点睛:本题考察实验误差分析,对于测量过程中不可避免的存在误差,往往通过多次测量求平均值来减小实验误差.10. 在“测定金属的电阻率”的实验中,下列说法正确的是_____A.用伏安法测金属丝的电阻时,可采用电流表内接法B.实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出电阻平均值C.应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次,然后求出长度平均值D.实验中电流不得太大,以免电阻率发生变化【答案】BD【解析】用伏安法测金属丝电阻时,因金属丝电阻较小,应采用电流表外接法,选项A错;实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出电阻平均值,选项B正确;计算电阻率公式中的l应为接入电路中的长度,并不是整根金属丝的长度,选项C错;实验中电流不得太大,以免电阻率发生变化,选项D正确;故选BD.。
【创新设计】2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-1第3章 恒定电流实验1测量金属的电阻率
图实一-7
实验典例精析
实验知能检测
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据: 电阻R(Ω) 导线直径d(mm) 导线截面积 S(mm2) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
0.801 0.999 1.201 1.494 1.998 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135
图实一-1 2.用米尺量得金属丝的长度l,用螺旋测微器量得金属丝的
直径,算出横截面积S. l RS 3.利用电阻定律R=ρ ,得出金属丝电阻率的公式ρ= . S l
实验典例精析 实验知能检测
【实验器材】
被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流
电源、开关、滑动变阻器和导线若干. 一、伏安法测电阻 电流表 的接法
答案
见解析图
实验典例精析 实验知能检测
【典例2】 在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其
长度L、直径d和电阻R.
(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图实一-4甲,则 金属丝的直径为________ mm.
图实一-4
实验典例精析
实验知能检测
(2)若用图乙实一-4丝的电阻率均有影
响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方. 答案 A
实验典例精析
实验知能检测
3.在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属
丝的直径,示数如图实一-6所示,读数为________mm.
图实一-6
解析 螺旋测微器的精确度为0.01 mm,固定刻度读数为0.
把滑动变阻器的阻值调至最大.
图实一-3 4.电路经检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑动
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;
2016-2017学年高中物理第3章静电场恒定电流第5节实验:测定金属的电阻率学业分层测评鲁科版选修
实验:测定金属的电阻率(建议用时:45分钟)1.在测金属丝的电阻率的实验中,下列说法中正确的是( ) A .用伏安法测电阻时,采用电流表内接法B .实验中应调节滑动变阻器,取得多组U 和I 的值,然后求出平均电阻RC .应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次,然后求出平均长度lD .实验中可以长时间通电【解析】 因金属丝电阻较小,伏安法测电阻时,采用电流表外接法,A 项错误;实验中测多组U 和I 然后求出平均电阻R ,B 项正确;测量金属丝接入电路的长度,C 项错误;实验中不能长时间通电,D 项错误.【答案】 B2.在“测定金属丝电阻率”的实验中,由ρ=πd 2U4Il 可知,对实验结果的准确性影响最大的是( )A .导线直径d 的测量B .电压U 的测量C .电流I 的测量D .导线长度的测量【解析】 四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d ,因为在计算式中取直径的平方.【答案】 A3.在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L 、直径d 和电阻R .(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图356甲,则金属丝的直径为________mm.甲 乙 图356(2)若用图乙测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值________.(选填“偏大”或“偏小”)【解析】 (1)螺旋测微器的读数为(0.5+0.01×19.7) mm=0.697 mm(0.696 mm 、0.698 mm 也对)(2)图乙中电流表采用外接法,故测量值偏小. 【答案】 (1)0.697(0.696、0.698也对) (2)偏小 4.某同学做“测定金属丝电阻率”的实验.(1)需要通过实验直接测量的物理量有:____________________________________(写出名称和符号).(2)这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图357所示,由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为________Ω.图357【解析】 (1)由R =ρl S ,R =U I 得ρ=Ud 2π4Il.需要直接测量的物理量有U 、I 、l 、d .(2)电压表读数是2.40 V ,电流表读数是0.46 A ,电阻R =U I =2.400.46Ω=5.22 Ω.【答案】 (1)加在金属丝两端的电压U ,通过金属丝的电流I ,金属丝接入电路的长度l ,金属丝的直径d (2)5.225.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图358甲、乙两种电路各测一次,用甲图测得的数据是3.0 V,3.0 mA ,用乙图测得的数据是2.9 V ,4.0 mA ,由此可知,用________图测得的R x 的误差较小,测量值R x =________.【导学号:34660093】甲 乙图358【解析】 对比两次测量中电压和电流的变化量,电压的变化量为原电压的130,电流的变化量为原电流的13,说明电压的变化远小于电流的变化.电压表的变化较小,说明电流表分压不明显,即电流表内阻R A ≪R x .所以采用甲图测量时误差较小,且R x =U I = 3.03.0×10-3Ω=1 000 Ω.【答案】 甲 1 000 Ω6.某同学想要了解导线在质量相等时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图359所示,读得直径d =________ mm.图359(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:电阻R (Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1 导线直径d (mm) 0.801 0.999 1.201 1.494 1.998 导线截面积S (mm 2)0.5040.7841.1331.7533.135关系,请说明理由;若不满足,请写出R 与S 应满足的关系.(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l =______ m(结果保留两位有效数字).【解析】 (1)螺旋测微器读数要严格按步骤读取: (1+0+0.01×20.0) mm=1.200 mm.(2)由数据可得:R 与S 不成反比,R 与S 2成反比(或RS 2=常量). (3)由(2)可得R =ρlS,所以l =RS ρ=3.1×3.135×10-65.1×10-7m =19 m. 【答案】 (1)1.200 (2)不满足,R 与S 2成反比(或RS 2=常量) (3)197.利用螺旋测微器、米尺和如图3510所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω,电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率.图3510(1)用笔画线代替导线,将图3510中的器材连接成实物电路,要求连线尽量避免交叉,电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电压为6 V ,滑动变阻器的阻值为0~20 Ω).(2)实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图3511甲所示,电流表、电压表的读数如图乙所示.由图可以读出金属丝两端的电压U =________,流过金属丝的电流I =________,金属丝的长度l =________,金属丝的直径d =________.甲乙 图3511(3)该金属丝的电阻率是________(保留两位有效数字)【解析】 (1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多,因此采用电流表外接法;由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小,因此采用限流式接法,为了保证滑动变阻器起限流作用,滑动变阻器应该连接“A (B )、C ”或“A (B )、D ”几个接线柱;由图可以看出电流表应该连接“+”接线柱和“0.6”接线柱,具体连线如图所示.(2)由图可以看出:电压表的量程是3 V ,所以读数是2.20 V ;电流表的量程是0.6 A ,所以读数是0.44 A ;由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出,因此读数是1.850×10-3m ;米尺的读数是40.50 cm -10.00 cm =30.50 cm.(3)由电阻定律得ρ=RS l =U πd 24Il=2.20×3.14× 1.850×10-324×0.44×30.50×10-2Ω·m≈4.4×10-5Ω·m. 【答案】 (1)见解析图 (2)2.20 V 0.44 A 30.50 cm 1.850×10-3m (3)4.4×10-5Ω·m。
2019_2020学年高中物理第3章恒定电流实验1测定金属的电阻率课件鲁科版选修3_1
一、实验步骤 1.用毫米刻度尺测量金属丝的长度 l,测三次取平均值. 2.用螺旋测微器测量金属丝的直径,在不同位置,测量三次,取平均值,并算出金 属丝的横截面积 S. 3.把金属丝接入电路中,调节滑动变阻器的阻值,测得几组 U、I 数据,并记录在 表格内,断开开关 S. 4.拆去实验线路,整理好器材.
第3章 恒定电流 实验1 测定金属的电阻率
01 实验 认知导学 02 实验 核心解读 03 典例 探究剖析 04 课后 达标检测
一、实验目的 1.练习使用螺旋测微器. 2.练习用伏安法测电阻. 3.测定金属的电阻率.
二、实验原理 用毫米刻度尺测一段金属导线的长度 l,用螺旋测微器测导线的 直径 d,用伏安法(因金属导线电阻较小采用外接法)测导线的电 阻 R,由 R=ρSl ,得 ρ=RlS=πd42lR,实验电路如图所示. 三、实验器材 直流电流表(0~0.6 A)、直流电压表(0~3 V)、电池(3 V)、滑动变阻器(0~10 Ω)、长 约 1 m 的金属丝、开关 1 只、导线若干、毫米刻度尺、螺的读数为 (0+ 0.5+ 0.01×19.7)mm= 0.697 mm(0.696 mm,0.698 mm 也对). (2)图乙中电流表采用外接法,故测量值偏小. (3)电压表精度为 0.1 V,其读数为 2.60 V;电流表精度为 0.02 A,其读数为 0.52 A. (4)R=UI ,R=ρπ(Ld2)2,则 ρ=π4dL2UI . [答案] (1)0.697(0.696、0.698 也对) (2)偏小
二、数据处理 1.计算出金属丝的直径 d 和长度 l 的平均值. 2.根据记录的 I、U 值、计算出金属丝的平均电阻值 R. 3.将测得的 R、l、d 的值,代入 ρ=RlS=πd42lR中,计算金属的电阻率. 三、误差分析 1.金属丝通电时温度升高,使所测电阻率比常温下电阻率略大. 2.金属丝长度测量不准确,以及金属丝直径测量不准确. 3.采用电流表外接法测量金属丝的电阻,使测量值比真实值小.
高中物理第三章磁场实验测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)13
五、数据处理 1.电阻 R 的测量值确定 (1)平均值法:可以用每次测量的 U、I 分别计算出电阻,再 求出电阻的平均值,作为测量结果. (2)图象法:可建立 U-I 坐标系,将测量的对应 U、I 值描点 作出图象,利用图象斜率来求出电阻值 R. 2.电阻率的计算 将测得的 R、l、d 的值,代入电阻率计算公式 ρ=RlS=πd42lR中, 计算出金属导线的电阻率.
第二十四页,共三十四页。
于金属丝电阻较小,为减小误差,实验中应采用电流表的外 接法,电路图如图所示.
[答案] (1)1.775(1.773~1.777 均正确) (2)A1 E1 电路图见解析图
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伏安法测电阻时仪器的选择 (1)电压表和电流表的选择可参考的数据有: ①电阻或小灯泡的额定电压、额定电流. ②电源电动势 E 和电路的最大电流 Im=REx. ③实验表格或实验图象的电压和电流.
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(2)螺旋测微器的原理 测微螺杆 P 与固定刻度 S 之间的精密螺纹的螺距为 0.5 mm, 即旋钮 K 每旋转一周,P 前进或后退 0.5 mm,而可动刻度 H 上的刻度为 50 等份,每转动一小格,P 前进或后退 0.01mm, 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:测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出, 小数部分由可动刻度读出.
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(1) 由 图 读 得 圆 柱 体 的 直 径 为 ________mm , 长 度 为 ________cm. (2)若流经圆柱体的电流为 I,圆柱体两端之间的电压为 U, 圆柱体的直径和长度分别用 D、L 表示,则用 D、L、I、U 表示的电阻率的关系式为 ρ=________.
高中物理第3章静电场恒定电流第5节实验:测定金属的电阻率课件鲁科版选修3-1
阶阶段来自段一三
第 5 节 实验:测定金属的电阻率
学
阶 段 二
业 分 层 测
评
一、实验目的 (1)学会使用螺旋测微器及正确读数. (2)学会用伏安法测电阻. (3)测定金属的电阻率.
一、实验步骤 1.用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,并记录. 2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度尺测量接入电路的 金属丝长度 l(即有效长度),反复测量三次,并记录.
实验探究 1 实验器材的选择 某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率,他们截取了一段电线,用 米尺测出其长度为 l,用螺旋测微器测得其直径为 D,用多用电表测得其电阻值 约为 2 Ω,为提高测量的精度,该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件,设 计了一个电路,重新测量这段导线(用 Rx 表示)的电阻.
【配套K12】2017_2018学年高中物理第2章恒定电流专题达标新人教版选修3_1
第二章恒定电流专题1.(2017·陕西省延安市实验中学校际联盟高二上学期期末)在“测定金属丝电阻率”的实验中,需要测出其长度L、直径d和电阻R。
导学号 74700780(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为__0.697____mm。
(2)若用图乙测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值__偏小____。
(选填“偏大”或“偏小”)(3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图丙,则电压表的读数为__2.60____V,电流表的读数为__0.52____A。
解析:(1)由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,可动刻度示数为19.7×0.01mm=0.197mm,螺旋测微器示数为0.5mm+0.197mm=0.697mm。
(2)由图示电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,所测电流偏大,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值。
(3)由图丙所示电压表可知,其量程为3V,分度值为0.1V,示数为2.60V;由图示电流表可知,其量程为0.6A,分度值为0.02A,示数为0.52A。
2.(2017·海南省文昌中学高二上学期期末)某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率,用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水。
导学号 74700513①某同学用如图1所示的游标卡尺的__A____(选填“A”、“B”或“C”)部位去测玻璃管的内径,测出的读数如图2,则玻璃管的内径d为__2.150____cm。
②该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发现指针如图所示,则该同学接着需要做的实验步骤是:①换选__×1k____(填“×10”或“×1k”)挡;②__欧姆调零____。
③该组同学按图4连好电路后,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,不可能的原因是__B____。
高中物理第3章恒定电流实验1测定金属的电阻率随堂演练巩固提升鲁科版选修3-1(2021年整理)
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实验1 测定金属的电阻率1.(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中,以下操作中正确的是()A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时,采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变解析:选BD.实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法.故B、D操作正确.2。
(多选)如图所示为测量未知电阻R x的部分电路,当开关S分别接a和b点时,电流表示数相对变化显著,为了减小误差,则( )A.电流表应采用外接法B.电流表应采用内接法C.开关S接在b点时的测量值更准确D.开关S接在a点时的测量值更准确答案:BC3.用电流表(内阻约4 Ω)和电压表(内阻约3 kΩ)测量电阻R的阻值.分别将图甲和图乙两种测量电路连到电路中,进行多次测量.按照图甲所示电路某次的测量情况:电流表的示数是4。
60 mA,电压表的示数是2。
50 V;按照图乙所示电路某次的测量情况:电流表的示数是5.00 mA,电压表的示数是2。
2017_2018学年高中物理时期验收评估三恒定电流鲁科版选修3_1
(1)当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB为多少?
(2)当开关S闭合时,电容器C1的带电量转变了多少?
解析:(1)当S断开时,由于电容器相当于断路,则A点与D点的电势相等,B点与C点的电势相等,那么有UAB=U=18V
现在两电容器极板间的电压均为U=18 V,C1所带电荷量为Q1=C1U=6×10-6×18C=1.08×10-4C。
7.将分压电阻串联在电流计上,改装成电压表,以下说法中正确的选项是( )
A.接上分压电阻后,增大了原电流计的满偏电压
B.接上分压电阻后,电压按必然比例别离加在电流计和分压电阻上,电流计的满偏电压不变
C.假设分压电阻是电流计内阻的n倍,那么电压表量程扩大为n倍
D.通电时,电流计和分压电阻通过的电流必然相等
A.两盏灯的总功率等于55 W
B.两盏灯的总功率小于15 W
C.甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率
D.乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率
解析:选BD 由公式R= 知R甲<R乙,由于它们串联,电流相等,由P=I2R知P甲<P乙,故C错误,D正确。由于两灯都达不到额定电压,因此功率都达不到额定功率,故A错误。由公式P= 计算两灯串联的总功率可知,故B正确。
3. (2021·安徽高考)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e。在棒两头加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速度为v,那么金属棒内的电场强度大小为( )
图3
A. B.
C.ρnevD.
解析:选C 由电流概念可知:I= = =neSv,
时期验收评估(三) 恒定电流
(时刻:50分钟 总分值:100分)
2018版高中物理鲁科版选修3-1学案:第三章恒定电流学生实验2:测定金属的电阻率
第6讲实验:测定金属的电阻率[目标定位]1•掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法2学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属的电阻率.歹预习导学全橈理二识记”点拨_____________1. _________________________ 电阻的定义式R=彳,电阻的决定式R= &,金属的电阻率p随温度的升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减/2. 滑动变阻器分压、限流电路的选择⑴下列两种情况必须选择分压式:①待测电阻两端的电压要求从•调节;②滑动变阻器的总阻值比待测电阻小得多.(2) 当滑动变阻器阻值与待测电阻差不多或比待测电阻稍大,且不要求电压从0调节,可用限流式接法.3. 电流表内、外接法的选择:当测大 _(填“大”或“小”)电阻或R x>RR V时,用电流表内接法;当测小二(填“大”或“小”)电阻或舟5导时,用电流表外接法.4. 测金属电阻率的实验原理和器材(1) 把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R= U).由于金属丝的电阻较小,选择电流表外接法;由于不要求电压必须从0调,所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法. 请在线框内画出实验电路原理图.⑵用毫米刻度尺测出金属丝的长度I,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积S(S2 2⑶由电阻定律R= p s,得p= ^=n4^=n d^,求出电阻率.5. 测金属电阻率的实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、尹课堂讲义聾理解•深化*探究滑动变阻器•一、测定金属电阻率实验操作1. 实验步骤(1) 测直径:用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径,并记录.(2) 连电路:按如图1所示的电路图连接实验电路.1_®_n「E图1(3) 量长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,并记录.(4) 求电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S•改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S.(5) 拆除实验电路,整理好实验器材.2. 数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定:(1) 计算法:利用每次测量的U、丨值分别计算出电阻,再求出电阻的平均值作为测量结果.(2) 图象法:可建立I—U坐标系,将测量的U、丨值描点作出图象,利用图象的斜率来求出电阻值R.3. 实验注意事项(1) 因一般金属丝电阻较小,为了减少实验的系统误差,必须选择电流表外接法.(2) 本实验若用限流式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态.(3) 测量I时应测接入电路的电阻丝的有效长度(即两接线柱之间的长度);在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径 d.⑷电流不宜过大(电流表用0〜0.6A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化.二、螺旋测微器的原理及读数方法1.构造:如图2所示,B为固定刻度,E为可动刻度.图22•原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5mm,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0.01mm,即螺旋测微器的精确度为0.01mm.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:(1)测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出.⑵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)x0.01(mm) • 注意:(1)以毫米为单位时,小数点后面要有三位有效数字,特别是最后一位估读数字为零时,不能省略._二3勺11 =JO0 =(2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出例如(如图3所示)甲图读数为:2mm + 32.0x 0.01mm = 2.320mm乙图读数为:13.5mm + 37.0X 0.01mm = 13.870mm.[例1】在测定金属的电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测金属丝:R x(阻值约4 Q,额定电流约0.5A);电压表:V(量程3V,内阻约3k Q);电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2 Q;电流表:A2(量程3A,内阻约0.05 Q;电源:E j(电源电压为3V);电源:E2(电源电压为12V);滑动变阻器:R(最大阻值约20 Q);螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图4所示,读数为_______ mm.(2)若滑动变阻器采用限流式接法,为使测量尽量精确,电流表应选________ ,电源应选图4_______ (均填器材代号),在虚线框中完成电路原理图.答案 (1)1.773(1.771〜1.775均正确)(2)A 1 E 1电路原理图见解析图解析(1)螺旋测微器的读数为: 1. 5mm + 27.3 x 0.01mm =1.773mm.(2)在用伏安法测电阻的实验中,为使测量尽量精确,则电流表、电压表指针需达到半偏以 上,又因待测电阻丝的额定电流为 0.5A ,所以电流表选 A 1,电源选E 1即可.电路原理图如 图所示.[例2 在测定金属的电阻率的实验中, 金属丝长约0.8m ,直径小于1mm ,电阻在5Q 左右, 实验步骤如下:(1)用米尺测量金属丝的长度,测三次,求出平均值 直径,求出平均值 d.⑵用伏安法测量金属丝的电阻 R.试把图5中所给的器材连接成测量 R 的合适的电路.图中 电流表的量程为 0〜0.6A ,内阻接近1Q,电压表的量程为 0〜3V ,内阻为几千欧,电源的电动势为6V ,滑动变阻器的阻值为 0〜20Q,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于正确位置.⑶用上面测得的金属丝长度 I 、直径d 和电阻R ,可根据电阻率的表达式 p=所测金属的电阻率.答案见解析 解析(1)金属丝的直径用螺旋测微器测量.⑵连电路图时,由于被测金属丝的电阻值较小,因此应采用电流表外接法,并且滑动变阻 器采取限流式接法,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处在最大阻值处.I ,在金属丝的不同位置用测量算出图5(3) 由电阻定律R = p s ,戸对点练习』 i 步固•应用•反馈 ___________________________________________________________________________在“测定金属的电阻率” 的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图 6所示, 用米尺测出金属丝的长度 I ,金属丝的电阻大约为 5Q,先用伏安法测出金属丝的电阻 R ,然 后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.RSp=1n 1 2R ~4T 图7错误1:错误2: _______________________________________________________________________(3)若测得金属丝的直径用答案(1)0.680(或0.679)d表示,电阻用R表示,则该金属材料的电阻率尸.(2)①A C E②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(3)普41解析(1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出,半毫米刻度线已经露出来,因此主尺上应读0.5mm,可动刻度上接近第18个刻度线,可以估读0.180mm(或0.179mm),所以该金属丝直径应为0.5mm + 0.180mm(或0.179mm) = 0.680mm(或0.679mm).(2)①由电路图知电源是两节干电池,电动势是3V,用3V量程的电压表,故选A;因为电阻丝的电阻大约为5Q,如果把3V的电动势全加在电阻丝上,电流才是0.6A,因此用量程是0.6A的电流表,故选C;此题中金属丝的电阻大约为5Q,为了减小实验误差,应选10Q 的滑动变阻器,故选 E.⑶由R= p可得:d Rd2 尸4l .(1) 从图中读出金属丝的直径为 __________ mm.(2) 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0〜3V,内阻10k QB .电压表0〜15V,内阻50k QC.电流表0〜0.6A,内阻0.05 QD .电流表0〜3A,内阻0.01 QE. 滑动变阻器,0〜10 QF. 滑动变阻器,0〜100 Q①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)②实验中某同学的实物接线如图7所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误.。
近年高中物理 第2章 恒定电流 专题 实验:测定金属的电阻率(同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器)课
2017高中物理第2章恒定电流专题实验:测定金属的电阻率(同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器)课时作业新人教版选修3-1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017高中物理第2章恒定电流专题实验:测定金属的电阻率(同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器)课时作业新人教版选修3-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专题实验:测定金属的电阻率(同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器)基础夯实一、选择题(单选题)1.在“测定金属的电阻率”的实验中,由ρ=错误!可知,对实验结果的准确性影响最大的是错误!( B )A.导线直径d的测量B.电压U的测量C.电流I的测量D.导线长度的测量解析:四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方,A正确。
2.在做“测定金属的电阻率”实验时,下列操作正确的是错误!( B )A.若待测金属导线是漆包线,应该用火烧去表面漆皮,轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径,千万不可用小刀去刮漆皮,而两端接头部分则用纱布打磨干净,以保证电路接触良好B.用米尺反复测量三次导线的总长度,求出平均值L,然后将导线接入测量电路中C.估计待测金属导线的总长,选择合适的仪器和实验电路D.合上开关S,不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值,记录几组对应的电流和电压数值,计算出导线的总电阻解析:用米尺反复测量三次接入电路中的导线的长度而不是总长度,B、C错;闭合开关前,滑动变阻器的有效阻值处于最大,合上开关S后逐步减小滑动变阻器接入电路的有效阻值,D 错.二、非选择题3.(安徽黄山市2014~2015学年高二上学期期末)错误!(1)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,如图甲所示,此示数为__6.125__mm;(2)用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时,如图乙所示,此示数为__61.70__mm。
2018年高中物理选修3-1课件:第3章 恒定电流 第1节 电 流 精品
解析:选 D.因为金属导体中已经存在大量的自由电荷,故选 项 A 错误.把导体放在匀强电场中,导体只能产生瞬间感应电 流,故选项 B 错误.只是让导体一端连接电源正极时,导体两 端无电压,此时不能形成电流,故选项 C 错误.只有让导体两 端保持恒定的电压才能产生恒定电流,故选项 D 正确.
2.(多选)关于电流的速度,下列说法正确的是( ) A.电荷的定向移动形成电流,所以电流的传导速率等于自由电 荷的定向移动的速率 B.电流的传导速率等于自由电荷的无规则热运动的速率 C.电流的传导速率等于电场的传播速率 D.电流的传导速率近似等于光速 解析:选 CD.电流的传导速率等于电场的传播速率,近似等于 光速 c,大于自由电荷定向移动的速率(数量级为 10-5 m/s)和自 由电荷无规则热运动的速率(数量级为 105 m/s),故 A、B 均错 误,C、D 均正确.
3.电流的速度 (1)电流的速度:是电场的传播速度,它等于_3_×___1_0_8 _m/s.
(2)导体中有电流时同时存在着的三种速率
三种 电场的传播速 电子无规则热运动
电子定向移动的速率
速率 率
的速率
数值 光速_3_×__1_0_8m/s 数量级约为_1_0_5_m/s 数量级约为_1_0_-__5 m/s
金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗?为什 么? 提示:不一致,电流的方向是指正电荷定向移动的方向,而金 属导体中自由电荷是电子,电子的定向移动方向与电流方向相 反.
三、电流的大小和单位
1.定义:电荷定向移动时,在单位时间内通过导体任一横截面 的__电__荷__量__称为电流,用符号 I 表示.
[解析] 导体中有大量的自由电荷,总是在不停地做无规则运动, 没有定向运动,在一段时间内,通过导体某一横截面的电荷是 双向的,数值是相等的,电荷量为零,故 A 错误.电流是一个 标量,因为其运算不符合矢量运算法则,为了便于研究电流, 人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,以区别于负电 荷的定向移动,故 B 错误.在国际单位制中,电流是一个基本 量,其单位安培是基本单位,故 C 正确.对于导体,其两端电 势差为零时,导体内无电场,电荷不能定向移动,故电流为零, D 正确. [答案] CD
2018年高中物理第3章恒定电流实验1测定金属的电阻率课件鲁科版
(2)由于RRVx >RRAx ,应采用电流表外接法,应选图乙所示电路,实 物连接如图所示.
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为 0.635 mm,从电压表 可以读出电阻两端电压为 1.20 V,从电流表可以读出流过电阻 的电流为 0.50 A,被测电阻的阻值为 Rx=UIxx=10..2500 Ω=2.4 Ω. [答案] (1)ADEGH (2)乙 如解析图所示 (3)0.635 2.4
[答案] (1)2.000 (2)如解析图 1 所示 (3)①如解析图 2 所示 ②kπ4dI2 ③1.32×10-5
本实验的核心是导线电阻的测量,除伏安法外,还有几种常用 方法也是立足本实验的创新点. 创新 1:利用“伏伏法”测电阻 已知内阻的电压表可当电流表用,若量程太小可以配合定值电 阻改变其量程. 创新 2:用“安安法”测电阻 已知内阻的电流表可当做电压表,若量程太小,可配合定阻电 阻改变量程.
七、注意事项 1.用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同的位置各测一 次,求其平均值;用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导 线的有效长度,应反复测量三次,求其平均值. 2.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此采用电流表外接 法. 3.用伏安法测电阻时,通过金属导线的电流不宜过大,通电时 间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在 实验中逐渐增大.
[解析] (1)对于螺旋测微器的读数,需要估读,精确度为 0.01 mm.其读数分三步:一读整刻度:1 mm;二看半刻度: 0.5 mm;三读可动刻度:0.500 mm,注意这个刻度要估读.三 者的和就是该电阻丝的直径.
(2)在连接电路时,由于电阻丝的电阻很小,所以电流表在连接 时要选择外接,另外电流表的量程选择 0~0.6 A,而电压表的 量程选择 0~3 V,连接如图 1 所示.
高中物理3-1恒定电流第2章 实验1测定金属的电阻率
答案:(1)0.700
(2)见解析图
(3)B
D
F
πD2U (4) 4IL
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七、注意事项 1.由于被测金属导线的阻值较小,为了减小测量误差,应 选用电流表外接法. 2.闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有 效电阻值最大的位置. 3.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流I的值不宜 过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属导 线的温度过高,造成其电阻率在实验过程中增大.
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A.电源E(电动势为3.0 V,内阻不计) B.电压表V1(量程为0~3.0 V,内阻约为2 kΩ) C.电压表V2(量程为0~15.0 V,内阻约为6 kΩ) D.电流表A1(量程为0~0.6 A,内阻约为1 Ω) E.电流表A2(量程为0~3.0 A,内阻约为0.1 Ω) F.滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω,额定电流2.0 A) G.滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ,额定电流1.0 A) H.定值电阻R0(阻值为3 Ω) I.开关S一个,导线若干
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2.读数方法 测量值=固定刻度B上的整毫米数+0.5 mm(判断半刻度是 否露出,未露出时为0)+0.01 mm×可动刻度上对齐的格数(估 读).
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鲁科版高中物理必修第三册第3章恒定电流检测含答案
第3章恒定电流满分100分,限时75分钟一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.关于电流,下列各种说法中正确的是()A.电流的定义式I=qt,适用于任何电荷的定向移动形成的电流B.由I=nqSv可知,金属导体中自由电荷的定向移动速率越大,电流一定越大C.电荷定向移动的方向就是电流的方向D.因为电流有方向,所以电流是矢量2.由4个电阻连接成的混联电路如图所示。
R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。
把42 V的电压加在a、b两端,则()A.通过R1的电流为1 AB.通过R2的电流为1 AC.通过R3的电流为1 AD.通过R4的电流为2.5 A3.如图所示为电阻A、B的U-I图线,将两电阻并联后接入电路,两电阻两端的电压从0增大到U1的过程中,下列说法正确的是()A.相同时间内,通过电阻B的电荷量大于通过电阻A的电荷量B.电阻A的阻值先小于电阻B的阻值,后大于电阻B的阻值C.通过两电阻的电流之差先增大后减小D.电压为U1时,电阻A的阻值比电阻B的阻值大4.市面上有一款手机,已知其锂离子电池容量为5 000 mA·h,手机支持超级快充“20 V/4.4 A”,兼容“11 V/6 A”或“10 V/4 A”超级快充,电池电动势为3.6 V,正常通话额定功率为2 W,则()A.题中“mA·h”是能量的单位B.超级快充对应的最大功率是66 WC.充满电后可以正常通话的时间为9 hD.充满电后可以正常通话的时间为18 h5.把表头G改装成大量程电流表时,下列说法正确的是()A.改装原理为并联电阻能增大通过G的电流B.改装后,表头G两端允许加的电压增大了C.改装后,表头G自身的电阻减小了D.改装后使用时,表头G本身的参量都不改变,整个并联电路允许通过的最大电流增大了6.如图所示的电路中,A1和A2为理想电流表,示数分别为I1和I2,R1∶R2∶R3=1∶2∶3;当a、b 两点间加以恒定的电压U后,下列结论正确的是()A.I1∶I2=3∶4B.I1∶I2=4∶9C.将A1、A2换成理想电压表,其示数之比为3∶5D.将A1、A2换成理想电压表,其示数之比为1∶17.按如图甲所示电路图连接电路,实验中闭合开关S后,逐渐调节电阻箱的电阻,并记录阻值R 和电流表的示数I,用描点法得如图乙所示的I-R图像。
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实验:测定金属的电阻率一、实验目的1.掌握螺旋测微器的原理及读数方法。
2.练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。
3.测定金属的电阻率。
二、实验原理1.电阻率的测定原理(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R ⎝ ⎛⎭⎪⎫R =U I 。
电路原理图如图1所示。
图1(2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l ,用螺旋测微器测出金属丝的直径d ,算出横截面积S ⎝⎛⎭⎪⎫S =πd 24。
(3)由电阻定律R =ρl S ,得ρ=RS l =πd 2R 4l =πd 2U 4lI,求出电阻率。
2.伏安法测电阻的两种电路三、实验器材被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。
四、实验步骤1.用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,并记录。
2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直,用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l (即有效长度),反复测量三次,并记录。
3.依照图2中所示的电路图用导线把器材连好,并把滑动变阻器的阻值调至最大。
图24.电路经检查无误后,闭合开关S ,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值;记入记录表格内,断开开关S 。
5.整理好实验器材,实验结束。
五、数据处理1.根据记录结果,计算出金属丝的直径d 和长度l 的平均值。
2.根据记录的I 、U 值,计算出金属丝的平均电阻值R 。
3.将测得R 、l 、d 的值,代入电阻率计算公式ρ=RS l =πd 2R 4l中,计算出金属丝的电阻率。
六、误差分析1.金属丝直径、长度的测量带来偶然误差。
2.电流表外接法,R 测<R 真导致ρ测<ρ真(系统误差)。
3.通电时间过长,电流过大,都会导致电阻率发生变化(系统误差)。
七、注意事项1.导线的长度是连入电路的导线的有效长度(而不是金属丝的总长度)。
2.由于被测金属导线的阻值较小,为了减小测量误差,应选用电流表外接法。
3.测电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长。
4.为准确求出R 平均值,应采用U I 图像法求电阻。
附:螺旋测微器的构造、使用和读数1.构造如图3所示为螺旋测微器的结构图。
它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上,旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上。
图32.测量原理螺旋测微器的螺距是0.5 mm,螺栓上可动刻度一周为50格,当螺栓每转一周时,前进(或后退)一个螺距0.5 mm。
若螺栓每转过1格,前进(或后退)0.01 mm,因此螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
3.操作与读数使用螺旋测微器时,将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间,先使用粗调旋钮D,在测微螺杆F快靠近被测物体时,改用微调旋钮D′,听到咔咔声音停止转动,并用止动旋钮止动,然后读数。
读数时,在固定刻度尺上读出大于0.5 mm的部分,在可动刻度上读出不足0.5 mm的部分,读可动刻度示数时还要注意估读一位数字。
图4螺旋测微器的读数可用下式表示:螺旋测微器的读数=固定尺上的读数+可动尺上的读数×精确度。
如图4所示,读数为6.5 mm+0.01×20.3 mm=6.703 mm。
[例1] 在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下。
待测金属丝:R x(阻值约为4 Ω,额定电流约0.5 A);电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ);电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);A2(量程3 A,内阻约为0.05 Ω);电源:E1(电动势3 V,内阻不计);E2(电动势12 V,内阻不计);滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
图5(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图5所示,读数为________ mm。
(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均填器材代号),请画出电路原理图。
[解析] (1)螺旋测微器固定刻度上的读数为1.5 mm,可动刻度上的读数为27.3×0.01 mm=0.273 mm,故螺旋测微器的读数应为1.5 mm+0.273 mm=1.773 mm。
(2)由于待测电阻R x的阻值约为4 Ω,额定电流约为0.5 A,故电流表选A1,电源选E1。
实验电路原理图如图所示。
[答案] (1)1.773(1.771~1.775均正确)(2)A1E1见解析图[例2] 在测定金属的电阻率的实验中,金属导线长约0.8 m,直径小于1 mm,电阻在5 Ω左右,实验步骤如下:(1)用米尺测量金属导线的长度,测三次,求出平均值l,在金属导线的不同位置用________测量直径,求出平均值d。
(2)用伏安法测量金属导线的电阻R。
试把图6中所给的器材连接成测量R的合适的电路。
图中电流表的量程为0~0.6 A,内阻接近1 Ω,电压表的量程为0~3 V,内阻为几千欧,电源的电动势为6 V,变阻器的阻值为0~20 Ω,在闭合开关前,变阻器的滑动触点应处于正确位置。
图6(3)用上面测得的金属导线长度l、直径d和电阻R,可根据电阻率的表达式ρ=________算出所测金属的电阻率。
[解析] (1)金属导线的直径用螺旋测微器测量。
(2)连接电路图时,由于被测金属导线的电阻值较小,应采用电流表外接法,并且滑动变阻器采取限流式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处在最大阻值处。
(3)由电阻定律R =ρl S ,有ρ=RS l =πd 2R 4l。
[答案] 见解析1.(多选)做“测定金属的电阻率”实验时,除待测的金属丝、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和足够的导线外,还需要下列哪些实验器材( )A .螺旋测微器B .游标卡尺C .米尺D .直流电源解析:选ACD 测量金属丝的长度用米尺,测量金属丝的直径用螺旋测微器,还需直流电源,故A 、C 、D 正确。
2.在“测定金属丝电阻率”的实验中,由ρ=πd 2U 4Il可知,对实验结果的准确性影响最大的是( )A .导线直径d 的测量B .电压U 的测量C .电流I 的测量D .导线长度的测量 解析:选A 四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d ,因为在计算式中取直径的平方。
3.在测金属丝的电阻率的实验中,下列说法中错误的是( )A .用伏安法测电阻时,可采用电流表外接法B .实验中应调节滑动变阻器,取得多组U 和I 的值,然后求出平均电阻RC .应选用毫米刻度尺测金属丝的长度三次,然后求出平均长度lD. 实验中电流不能太大,以免电阻率发生变化解析:选C 测量的是接入电路中的金属丝的有效长度,故C 错。
4.在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度l 、直径d 和电阻R 。
图7(1)若用图7测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值________。
(选填“偏大”或“偏小”)(2)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图8所示,则电压表的读数为________ V,电流表的读数为________A。
图8解析:(1)图中电流表采用外接法,故测量值偏小。
(2)电压表精度为0.1 V,其读数为2.60 V;电流表精度为0.02 A,其读数为0.52 A。
答案:(1)偏小(2)2.60 0.525.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图9甲、乙所示,长度为________ cm,直径为________ mm。
图9(2)按图丙所示连接电路后,实验操作如下:①将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0。
②将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1 280 Ω。
(3)由此可知,圆柱体的电阻为________ Ω。
解析:(1)游标卡尺的精度为0.1 mm,所以L=(50+1×0.1)mm=5.01 cm,螺旋测微器的读数为d=(5+31.6×0.01)mm=5.316 mm。
(2)①将滑动变阻器R1的阻值调至最大,是为了保护电流表和电源;②将电阻箱R2的阻值调至最大,也是为了保护电流表和电源。
(3)由等效替代法测量电阻的原理可知R x=R2=1 280 Ω。
答案:(1)5.01 5.316(5.314~5.318均正确) (2)①大②大(3)1 2806.利用螺旋测微器、米尺和如图10所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω,电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。
图10(1)用笔画线代替导线,将图10中的器材连接成实物电路,要求连线尽量避免交叉,电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电压为6 V,滑动变阻器的阻值为0~20 Ω)。
图实11(2)实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图11所示,电流表、电压表的读数如图12所示。
由图可以读出金属丝两端的电压U=________,流过金属丝的电流强度I=________,金属丝的长度l=________,金属丝的直径d=________。
图12(3)该金属丝的电阻率是________(保留两位有效数字)。
解析:(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多,因此采用电流表外接法;由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小,因此采用限流式接法,为了保证滑动变阻器起限流作用,滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱;由图可以看出电流表应该连接“+”接线柱和“0.6”接线柱,具体连线如图所示。
(2)由图可以看出:电压表的量程是3 V,所以读数是2.20 V;电流表的量程是0.6 A,所以读数是0.44 A ;由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出,因此读数是1.850×10-3m ;米尺的读数是40.50 cm -10.00 cm =30.50 cm 。
(3)由电阻定律得 ρ=RS l =U πd 24Il =-324×0.44×30.50×10-2 Ω·m ≈4.4×10-5 Ω·m。
答案:(1)见解析图 (2)2.20 V 0.44 A30.50 cm 1.850×10-3 m (3)4.4×10-5Ω·m7.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,读数前应先旋紧如图13甲所示的部件________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。