2019年高考物理大一轮复习江苏专版课件：第七章 恒定电流 实验七 精品

(4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值. (5)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. (6)在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流强度I不宜过大(电流 表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高， 造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. (7)若采用图象法求R的平均值时，在描点时，要尽量使各点间的距离 拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明 显偏离较远的点可以不予考虑.
基础考点 自主悟透
图15
图16
解析 答案
(2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x 及对应的电流值I，实验数据如下表所示：
x(m) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 I(A) 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 1 (A－1) 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 I
图11
答案
命题点二 实验原理的理解与应用
基础考点 自主悟透
例2 (2017·宿迁市上学期期末)为测量一根金属丝(电阻约5 Ω)的电阻率ρ，选用
的电学器材：电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)，
滑动变阻器(0～15 Ω)，学生电源(稳定输出3 V)，开关，导线若干.
第七章 恒定电流
实验七 决定导线电阻的因素
内容索引
过好双基关
回扣基础知识 训练基础题目
研透命题点
细研考纲和真题 分析突破命题点
随堂测试
随堂自测 检测课堂学习效果
过好双基关
1.螺旋测微器的使用
(1)构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度.
(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的
螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退
(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小 数点后面一位，即读到0.1 V. (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小 数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.
例1 (1)如图9甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为 9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次 为__1_7_.7__ mm、_2_3_._8_5_ mm、_3_._1_8_ mm.
①将表中数据描在 1 －x坐标纸中，如 I
图17所示.请作出其关系图线，图线斜 4ρ
率的表达式k＝_π_E__d_2 __.(用题中字母表
示)，由图线求得电阻丝的电阻率ρ＝
_1_._1_×__1_0_－_6_ Ω·m(保留两位有效数字).
图17
解析 答案
②根据图中 1I－x关系图线纵轴截距的物理 意义，可求得电源的内阻为r＝_1_._3_ Ω(保 留两位有效数字). 解析 由1I－x 关系图线知纵轴截距为
的与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×
精确度) mm.
3.实验原理(如图4所示)
由 R＝ρSl 得 ρ＝
RS l
，因此，只要
测出金属丝的 长度l 、横截面积 S
和金属丝的电阻 R，即可求出金属
丝的电阻率 ρ. 图4
4.实验器材 待测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑 动变阻器(0～50 Ω)，开关，导线若干， 螺旋测微器 ，毫米刻度尺. 5.实验步骤 (1)用螺旋测微器在待测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出 其平均值d. (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路.
图1
0.5 mm，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 0.01 mm，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)× 0.01 (mm). 如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动 刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝ 2.150 mm.
图8 易错成13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm 正确读数为14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm.
2.螺旋测微器的读数应注意： (1)固定刻度读数时要注意半毫米刻度线是否漏出； (2)可动刻度读数时要估读一位. 3.常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大 刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精 确度，按照指针的实际位置进行读数即可. (1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确 度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位.
和S＝
πd2 4 中，计算出金属丝的电
阻率.
6.数据处理
(1)在求Rx的平均值时可用两种方法
①用Rx＝
U I
分别算出各次的数值，再取平均值.
②用U－I图线的斜率求出.
(2)计算电阻率
πd2U
将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式：ρ＝Rx
S＝ l
4lI
.
7.误差分析 (1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的 主要来源之一. (2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测 量值 小于 真实值，使电阻率的测量值 偏小 . (3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差. (4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变 大 ，造成测量 误差.
8.注意事项 (1)本实验中待测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表 外接 法. (2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、 待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并 联在待测金属丝的两端. (3)测量待测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝接入电路的两个 端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测金属丝长度，测量时应 将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值.
图2
2.游标卡尺 (1)构造：主尺、 游标尺 (主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标 卡尺上还有一个深度尺.(如图3所示)
图3 (2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径.
(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的
图12
答案
(2)请用笔画线代替导线将图13的电路补充完整. 答案 如图所示
图13
答案
(3)如图14所示，实验数据已描在坐标纸上，作出U－I图线并求出该金 属丝的电阻值为_4_.5_(_4_._3_～__4_.8_均__可__)_ Ω(结果保留两位有效数字). 答案 如图所示
图14
答案
ห้องสมุดไป่ตู้
(4)有人认为用图象法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的观点是 否正确？请说明理由._不__正__确__，__多__次__测__量__取__平__均__值__只__能__减__小__偶__然__误__差__，_ _不__能__减__小__系__统__误__差___.
同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有
10个的、20个的、50个的，其规格见下表：
每小格与
刻度格数(分度) 刻度总长度
精确度(可精确到)
1 mm的差值
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
(4)读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出
1.76 A－1，则r＋ER0＝1.76 A－1，解得：
r＝1.3 Ω.
解析 答案
命题点四 实验的拓展与创新
基础考点 自主悟透
例4 (2017·南通市第二次调研)在探究“决定电阻丝电阻的因素”实验中，
实验小组根据下表中给出的电阻丝，分别探究电阻与长度、横截面积、
材料的关系.
编号
ABCDE F
G
材料
答案
命题点三 数据的处理与应用
例3 (2017·扬州中学5月模拟)某同学为测定金属丝 的电阻率ρ，设计了如图15所示电路，电路中ab是 一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0 ＝4.0 Ω，电源的电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略 不计，滑片P与电阻丝始终接触良好. (1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图16 所示，其示数为d＝_0_._4_0_0_ mm. 解析 由题图所示螺旋测微器可知，其示数为 0 mm＋40.0×0.01 mm＝0.400 mm.
自测 在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝ πd2U 可知，对实验结 4Il
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
答案
研透命题点
命题点一 常用仪器的读数
1.游标卡尺的读数应注意以下几点： (1)看清精确度 例如(图5) 易错成11 mm＋4×0.1 mm＝11.40 mm 正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需要 估读，后面不能随意加零或去零； 例如(图6) 易错成10 mm＋12×0.05 mm＝10.6 mm， 正确的应为10.60 mm.
(1)如图12甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明
显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将
要接触时，应调节旋钮__D__(选填“A”
“B”或“D”)发出“喀喀”声时停
止；某次的测量结果如图乙所示，其
读数为_0_._5_4_0_(_0_._5_3_9_或__0_._5_4_1_也__对__)_ mm.
基础考点 自主悟透
图5 图6
(2)主尺上的单位应为厘米 主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清， 游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm. 例如(图7)
图7 易错成5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm 正确的应为50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm.
(3)区分零刻度与标尺最前端 例如(图8)
图9
解析 答案
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的 直径是_2_.1_5_0_ mm.
解析 固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数 为15.0，最后的读数：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.
解析 答案
变式1 (1)如图10甲所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小 格代表_0_.0_2__A，图中表针示数为_0_._4_4_ A；当使用3 A量程时，对应刻 度盘中每一小格代表__0_.1__ A，图中表针示数为_2_._2_0_A. (2)如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示_0_._1_ V，图中表针 的示数为_1_._7_0_ V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示 _0_._5_ V，图中表针示数为_8_._5_ V.
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，反复测量
三次，求出其平均值l.
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值 最大 的位置.
(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、
电压表的示数I和U的值，填入记录表格内.
(6)将测得的Rx、l、d值，代入Rx＝
l ρS
镍铬合金
康铜丝 锰铜丝
长度/m 1.0 0.5 1.0 1.5 1.0 1.0
1.0
横截面积/mm2 1.0 1.0 0.5 1.0 2.0 1.0
1.0
(1)为探究电阻丝电阻与长度的关系，应选择表中__A_B__D___(填写编号)进
行实验.
答案
(2)实验小组设计了如图18甲、乙所示的电路，其中R1和R2为两段电阻丝， 为能直观反映两电阻大小关系，应选择__甲__(选填“甲”或“乙”)电路 进行实验.
图10
答案
变式2 旋钮式电阻箱如图11所示，电流从接线柱A 流入，从B流出，则接入电路的电阻为_1_9_8_7_ Ω，今 欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方 法是_将__“__×__1__k_”__旋__钮__调__到__2_，__再__将__“__×__1_0_0_”__旋__钮___ _调__到__0_.若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值 范围为_0_～__1_9__9_9_8_Ω__.