推荐-高考物理大一轮复习第八章恒定电流实验八测定金属的电阻率课件

完成下列填空:
(1)由螺旋测微器测量金属导线的直径d,其示数如图(乙)所示,该金属导
线的直径d=
mm.
(2)如果实验时既要保证安全,又要测量误差较小,保护电阻R应选 .
(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U作
出的U-x图线如图(丙)所示,其中图线的斜率为k,则金属导线的电阻率
方法技巧 (1)欧姆表读数时电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积. (2)电流表和电压表的读数 ①若刻度盘上每一小格为1,0.1,0.001…时,需估读到最小刻度值的下一 位. ②若刻度盘上每一小格为0.2,0.02,0.5,0.05…时,只需估读到最小刻度 值的位数,无需向下一位估读.
【教师备用】 有一金属材料制成的圆柱形物体,当用游标卡尺来测它的
l
0.5
=8.16×10-7 Ω·m.
答案: (4)4.25 8.16×10-7
热点三 电阻的测量
【例4】 (2016·全国Ⅱ卷,23)某同学利用图(甲)所示电路测量量程为2.5
V的电压表 的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最
大阻值99 999.9 Ω ),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω ),滑动变阻器R2(最大 阻值5 kΩ ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.
I=0.36 A,根据部分电路的欧姆定律可得Rx=U I
= 2 . 4 0Ω=6.7 Ω.
0 .3 6
(3)第(2)问中计算出来的电阻实际上是电流表和金属丝的总电阻,则电流
表的内阻约为RA=0.7 Ω,因此采用电流表内接法测量小电阻的阻值时,电 流表的内阻对测量值的影响很大.
答案: (1)6 (2)6.7 (3)很大
(填“R1”或“R2”).
(2)根据图(甲)所示电路将图(乙)中实物图连线.
I max
12 Ω=15 Ω,又电压表量程为 0～3 V,所以为保证安全,又要测量误差 0.8
较小,应选电阻 R2.
(3)设金属导线单位长度的电阻为 R0,当 x 长度的导线两端电压为 U 时,由闭
合电路欧姆定律有 E= U (lR0+R2),得 U= R0E x ,所以图(丙)中图线斜率
xR0
R0l R2
实验步骤如下:
①按电路原理图(甲)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与
图(甲)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏.
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为
2.00 V,记下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器
读数为(50+4×0.05)mm=50.20 mm.
(3)区分零刻度与游标尺最前端 例如
读数为(14+10×0.05)mm=14.50 mm. 3.测定金属的电阻率 (1)先测直径,再连电路.应该在连入电路之后在拉直的情况下测量待测 金属丝接入电路的两个端点之间的长度. (2)本实验中被测金属丝的电阻值较小,故采用电流表外接法. (3)开关S闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大. (4)电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免金 属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大.
【教师备用】 (2014·福建卷,19)某同学测定一金属杆的长度和直径,
示数如图(甲)、(乙)所示,则该金属杆的长度和直径分别为
cm和
mm.
解析:刻度尺的分度值为1 mm,要估读到0.1 mm.游标卡尺读数=4 mm 答+案10:×600.0.120mm4.=204.20 mm.
【例2】 某同学先后用两种方法来测量一段金属丝的阻值.
20
卡尺的读数为10 mm+10×0.05 mm=10.50 mm.
答案: 2.328 10.50
方法技巧 螺旋测微器和游标卡尺的读数方法 (1)螺旋测微器的测量值=固定刻度值+可动刻度值(要估读)×0.01 mm. 一读整:读出固定刻度上的整毫米数;二读零:读出固定刻度上的半毫米数; 三读螺旋:小于0.5 mm部分要从可动刻度上读,方法是看固定刻度上的基 线指向可动刻度上的哪条刻度线,读出整数部分再估读一位;四查单位:螺 旋测微器的读数单位一般是毫米,但有时题目中并不是要求以毫米作单位, 所以最后的单位还要看题目中的要求.注意螺旋测微器需要估读,若以毫米 为单位,小数点后面一定有三位数字.
ρ=
.(用实验器材中给出的物理量的字母和实验步骤中测出的物
理量的字母表示)
〚核心点拨〛 (1)根据导线允许的最大电流和电压表的量程选择保护电 阻的阻值. (2)根据电阻定律和闭合电路欧姆定律写出U-x关系式.
解析: (1)d=0.5 mm+0.01×37.0 mm=0.870 mm. (2)已知被测金属导线允许流过的最大电流 Imax=0.8 A,则 Rmin= E =
●误差分析 1.测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差.
2.电路中电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外接,所以
Rx测<Rx真,由Rx=
l S
,知ρ 测<ρ 真.
3.通电电流过大,时间过长,致使电阻丝发热,电阻率随之变化带来误差.
热点定位·重点透析
热点一 测量仪器、仪表的读数
通热点
截面直径d时,示数如图(甲)所示,则d=
mm.然后利用伏安法测量
该物体的电阻,此时电压表和电流表的示数如图(乙)(丙)所示,则金属物
体两端的电压为U=
V,流过该物体的电流为I=
A.
解析:游标卡尺主尺上读的毫米数为30 mm,游标尺上第10条刻度线 与主尺某刻度线对齐,由于卡尺是20分度的,所以读数为 30mm+0.05× 10 mm=30.50 mm.电压表1选用的是0～3 V量程,最小分度值为0.1
实验八 测定金属的电阻率
实验基础 热点定位 跟踪训练
实验基础·理解落实
夯基础
●注意事项 1.螺旋测微器的使用 (1)测量前须校对零点. (2)测量时,当测微螺杆将要接触被测物体时,要改用微调旋钮. (3)螺旋测微器应估读一位,即以mm作单位,应读到小数点后面第三位. 2.游标卡尺读数时注意事项 (1)看清精确度 (2)主尺上的单位为厘米 主尺上标识的1,2,3等数字通常是指厘米,游标卡尺主尺上的最小刻度是 1 mm.例如
Ω ·m.
Ω ,根据数
解析: (4)由 I-U 图线的斜率可知金属丝的电阻值为 Rx=4.25 Ω,又
因为 l=50.00
cm=0.5
m,金属丝的横截面积
S=
π

d 2
2
,代入数据可
得 S=9.6×10-8 m2.由ρ= RxS ,可得ρ= 4.25 9.6 108 Ω·m
k=
R0 E R0l R2
,解得 R0=
kR2 E kl
,由 R= l
S
,可得 R0l=
l
π

d 2
2

,得ρ= kR2πd 2 .
4 E kl
答案:(1)0.870
(2)R2
(3) kR2πd 2
4E kl
方法技巧 图像法处理电学实验问题的注意点 (1)描点画图时要使大多数点在直线上,不在直线上的点尽可能均匀分布 在直线的两侧. (2)研究图像截距、斜率的意义时,要把握横、纵坐标的物理意义.
错误;金属丝直径的平均值 d = 0.351 0.351 0.349 mm=0.350 mm. 3
答案: (1)2 0.350
(2)若该实验要求被测金属丝的电压从零开始,小组中的四位同学分别设计
了A,B,C,D四种测量电路,你认为最合适的测量电路应是
.
解析: (2)若要求金属丝的测量电压从零开始,则必须采用分压式电路,又因 为金属丝的电阻约为5 Ω,而电流表的内阻约为1 Ω,没有满足Rx≫RA的要求, 所以应采用电流表外接法,由此可以判断,最合适的测量电路应为A图所示 的电路.
电流表的内阻对测量值的影响
(选填“很大”或“很小”).
〚核心点拨〛 (1)多用电表欧姆挡的表盘,要注意0刻度在右边,读数时不 要忘了乘以倍率. (2)对电流表和电压表的读数,要根据所选量程确定精度.
解析: (1)欧姆表的读数方法是表盘指针示数乘以所选的倍率.由此可知 多用电表测量的结果为Rx=6 Ω. (2)由图(乙)可知金属丝两端的电压为U=2.40 V,流过金属丝的电流为
【教师备用】 在“测定金属丝的电阻率”实验中,供选用的器材有:A.电
源(3 V,内阻约1 Ω );
பைடு நூலகம்
B.电流表(0～0.6 A,内阻约1.0 Ω );
C.电压表(0～3 V,内阻约3 kΩ );
D.待测金属丝(有效长度为50.00 cm,电阻约为5 Ω );
E.滑动变阻器(0～10 Ω ,额定电流1 A);
【例1】 某同学用螺旋测微器和游标卡尺来测量一根金属丝的直径和长
度,测量结果分别如图(甲)和图(乙)所示,则图(甲)中的螺旋测微器的读
数是d=
mm;图(乙)中的游标卡尺的读数是L=
mm.
〚核心点拨〛 (1)螺旋测微器需要估读,而游标卡尺不需要估读. (2)螺旋测微器的精度为0.01 mm,而游标卡尺的精度有三种,分别是 0.1 mm,0.05 mm,0.02 mm. 解析:螺旋测微器的读数=固定刻度读数+可动刻度读数,图(甲)中螺旋测 微器的固定刻度读数为2 mm,可动刻度读数为32.8×0.01 mm=0.328 mm,所以螺旋测微器的读数为2 mm+0.328 mm=2.328 mm.图(乙) 中的游标卡尺为20分度的游标卡尺,其1 精确度为 mm=0.05 mm,游标
(1)他先用多用电表“×1”欧姆挡测量,在正确操作的情况下,表盘指针如
图(甲)所示,可读得该金属丝的阻值Rx=
Ω.
(2)他再用如图(乙)所示的电路图进行实验,某次测量时两个电表的指针
如图(乙)中所示,由两电表示数可算出该金属丝的阻值Rx= 算结果保留两位有效数字).
Ω (计
(3)根据这两个测量值可知,采用如图(乙)的电路测量较小阻值的电阻时,
F.螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干.
(1)某实验小组利用螺旋测微器在金属丝的不同位置测量金属丝的直径,读
数记录在下表中,其中第
次数据记录有明显错误.剔除错误数据后,
计算出金属丝直径的平均值填入下表.
解析:(1)根据螺旋测微器的读数规则,当以毫米作为单位时,小数点后 面应有三位小数,所以可判断出该小组记录的数据中第 2 次数据有明显
答案: (2)A
(3)该实验小组采用正确的电路图进行测量,记录的数据如下表所示:
该实验小组的同学在坐标纸上建立I-U坐标系如图所示,请根据实验记录数 据描绘出该金属丝的I-U图线.
解析: (3)I-U图线如图所示. 答案: (3)见解析
(4)由描绘出的I-U图线,可得到金属丝的电阻值为Rx=
据可计算出金属丝的电阻率为ρ =
10
V,读数时应估读到最小分度的 ,所以读数为2.25 V;电流表选用的是 0答～案0:.630A.5量0 程2,最.2小5 分0度.4值2 为0.02 A,所以读数为0.42 A.
热点二 实验操作与数据处理
【例3】 (2016·江西南昌一模)某学生用如图(甲)所示电路测金属导线 的电阻率,可供使用的器材有:被测金属导线ab,电阻约10 Ω ,导线允许 流过的最大电流为0.8 A,稳恒电源,电源输出电压恒为E=12 V,电压表V, 量程为0～3 V,内阻约5 kΩ ,保护电阻:R1=10 Ω ,R2=30 Ω ,R3=200 Ω . 刻度尺,螺旋测微器,开关S,导线若干等. 实验时的主要步骤如下: ①用刻度尺量出导线ab的长度l,用螺旋测微器测出导线的直径d. ②按如图(甲)所示电路将实验所需器材用导线连接好. ③闭合开关S,移动接线触片P,测出aP长度x,读出电压表的示数U. ④描点作出U-x曲线,求出金属导线的电阻率ρ .
(2)游标卡尺的测量值=主尺刻度值+游标尺刻度值(精确度×N). 读数方法:①看游标尺的刻度格数,由此来确定游标卡尺的精确度;②看游 标尺上的0刻度位置(易与游标尺的边界混淆),由此来确定主尺上被测量 长度读数的终点位置;③看游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度 线对齐. 注意:若以毫米为单位,10分度的游标卡尺读数,小数点后面有1位数字; 20分度的游标卡尺读数,小数点后面有2位数字,且最后1位数非0即5;50 分度的游标卡尺读数,小数点后面有2位数字,最后1位数可能的值是 0,2,4,6,8.