19年高考物理一轮复习第8章恒定电流实验8测定金属的电阻率习题1803282347
高考物理一轮复习 实验八 测定金属的电阻率题型突破练(含解析)-人教版高三全册物理试题
实验八测定金属的电阻率热点一教材原型实验【典例1】(2019·江苏高考)某同学测量一段长度的电阻丝的电阻率。
实验操作如下:(1)螺旋测微器如图1所示。
在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动_________(选填“A〞“B〞或“C〞),直到听见“喀喀〞的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)选择电阻丝的___________(选填“同一〞或“不同〞)位置进展屡次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。
(3)图2甲中R x为待测电阻丝。
请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。
(4)为测量R x,利用图2甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图象如图3所示。
接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见表:U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图象。
(5)由此,可求得电阻丝的R x=______Ω。
根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。
【解析】(1)在测量时,为了不损坏被测物体,最后应改用微调旋钮即C,直到听见“喀喀〞的响声。
(2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进展屡次测量。
(3)按照电路图,将实物图连线如图:(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图:(5)当电压表按甲图连接时,电压表测的电压为R x、R0的电压之和,当电压表接在a、b间时,电压表测的电压为R0的电压,由图可得:R x+R0=Ω=49Ω,R0=Ω=25.5Ω,所以R x=23.5Ω。
答案:(1)C (2)不同(3)见解析(4)图见解析(5)23.5(23.0~24.0都算对)【解题通法】测金属电阻率实验的四点提醒(1)根据电阻定律得ρ=。
(2)通过有关图象来求电阻率。
[精品课件]2019届高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 实验八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
电路图
电流表分压 误差原因
U 测=Ux+UA
电压表分流 I 测=Ix+IV
电流表内接法
电流表外接法
电阻测 量值
R 测=UI测测= Rx+RA>Rx 测量值大于真实值
R 测=UI测测=RRx+xRRVV<Rx 测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
5.伏安法测电阻的电路选择方法 (1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内 阻进行比较,若 Rx 较小,宜采用电流表外接法;若 Rx 较大, 宜采用电流表内接法. (2)临界值计算法 Rx< RVRA时,用电流表外接法; Rx> RVRA时,用电流表内接法.
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,电路经检查确认无误后,闭合开关 S,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,填入表格内,断开开关 S,求出导线电阻 Rx 的 平均值. 5.整理仪器.
对仪器读数和实验原理的考查 1.螺旋测微器 (1)构造:如图甲,S 为固定刻度,H 为可动刻度. (2)原理:可动刻度 H 上的刻度为 50 等份,旋钮 K 每旋转一 周,螺杆 P 前进或后退 0.5 mm,则螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.
【典题例析】 (高考江苏卷)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甲所示的部件________(选 填“A”“B”“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为 ________mm.
甲
乙
(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已 在图中标出.合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的 过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小 的变化.由此可以推断:电路中________(选填图中表示接 线 柱 的 数 字 ) 之 间 出 现 了 ________( 选 填 “ 短 路 ” 或 “ 断 路”) .
2019高三物理人教版一轮教师用书:第8章 实验8 测定金属的电阻率 Word版含解析
实验八测定金属的电阻率(对应学生用书第143页)一、实验目的1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法.3.会用伏安法测电阻.进一步测定金属的电阻率.二、实验原理1.螺旋测微器:(1)构造:如图实81所示,螺旋测微器的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上,可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的,通过精密螺纹套在B上.图实81(2)原理:可动刻度E上的刻度为50等份,则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.(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.②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).③如图实82所示,固定刻度示数为2.0mm,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.图实822.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),游标尺上还有一个深度尺(如图实83所示).图实83(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同样多的小等分刻度的总长度少 1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其精确度见下表:尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x +K ×精确度)mm.需要注意的是,不管是哪种卡尺,K 值均不需要估读.(5)如图实84所示,有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm ,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一工件的长度,图示的读数为104 mm +0.05×0 mm =104.00 mm.图实843.伏安法测电阻:电流表内接法和外接法的比较.4.(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻,R x =UI ,电路原理如图实85所示.图实85(2)用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度l :用螺旋测微器测得金属丝的直径d ,算出横截面积S =πd24.(3)根据电阻定律R =ρl S ,得金属丝电阻率ρ=πd 2U4lI . 三、实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.四、实验过程1.直径测定:用螺旋测微器(或游标卡尺)在被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 ,计算出金属丝的横截面积S =πd24.2.电路连接:按如图实86所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路.图实863.长度测量:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l .4.U 、I 测量:把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大位置.电路经检查确认无误后,闭合开关S ,改变滑动变阻器滑片位置.读出几组相应的电流表和电压表示数I 和U 的值,填入表格中,断开开关S.5.五、数据处理1.求R x :(1)计算法:用R x =UI 分别算出各次的数值,再取平均值.(2)图象法:画出U I 图象,U I 图象的斜率等于R x .2.计算电阻率:将记录的数据U 、I 、l 、d 的值代入电阻率计算式ρ=R x S l =πd 2U4lI .六、误差分析1.系统误差:(1)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.(2)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.2.偶然误差:(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的,直径的测量是产生误差的主要来源之一.(2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差.七、注意事项1.螺旋测微器的使用:(1)测量前应校对零点:使测砧A与测微螺杆P并拢,观察可动刻度零刻线与固定刻度的轴向线是否重合,以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻线是否重合.图实87(2)测量时,当测微螺杆P将要接触被测物体时,要停止使用旋钮K,改用微调旋钮K′,当听到“咔、咔”声时,停止转动,以避免P和被测物体间产生过大的压力.(3)螺旋测微器应估读一位,即以mm作单位,读到小数点后面第三位.2.测定金属的电阻率:(1)测量被测金属导线的有效长度,即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值.(2)闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效阻值最大的位置.(3)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.(对应学生用书第145页)考点一| 测量仪器、仪表的读数(1)如图实88所示的两把游标卡尺,它们的游标尺从左至右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分,它们的读数依次为________mm,________mm.图实88(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径,示数如图实89所示,则图(a)、(b)金属丝的直径分别为________mm,________mm.图实89(3)①图实810甲用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,表针的示数是________A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________A.图实810②图实810乙使用较小量程时,每小格表示________V,图中指针的示数为________V,若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针指示的是________V.[答案](1)17.7 23.85 (2)2.150 0.048 (3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5电流表量程一般有两种——0~0.6 A,0~3 A;电压表量程一般有两种——0~3 V,0~15 V.如图实811所示:图实811(1)接0~3 V量程时读数为________V.(2)接0~15 V量程时读数为________V.(3)接0~3 A量程时读数为________A.(4)接0~0.6 A量程时读数为________A.[答案](1)1.88 (2)9.4 (3)0.80 (4)0.16考点二| 实验原理与实物连图某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻R x的阻值.(1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);实验电路应采用图实812中的________(选填“甲”或“乙”).图实812(2)图实813是测量R x的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线.图实813(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P 的位置,并记录对应的电流表示数I 、电压表示数U .某次电表示数如图实814所示,可得该电阻的测量值R x =U I =________Ω.(保留2位有效数字)图实814(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是________;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________.(选填选项前的字母)【导学号:84370321】A .电流表测量值小于流经R x 的电流值B .电流表测量值大于流经R x 的电流值C .电压表测量值小于R x 两端的电压值D .电压表测量值大于R x 两端的电压值[解析] (1)由于电源电压4V ,所以电压表应选3V 量程,R x 约为5Ω,则电路中电流最大为0.8A ,为减小测量误差,电流表应选0.6A 量程.又因为R x <R A R V ,因此采用电流表外接,故电流表应选用B ,电压表应选用C ,实验电路应采用图中的甲图.(2)(3)由题图可得该电阻的测量值R x =U I =2.60 V 0.50 A =5.2 Ω.(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经R x 的电流值;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是电压表测量值大于R x 两端的电压值.[答案](1)B C 甲 (2)如图所示 (3)5.2 (4)B D要测量一段阻值大约有几欧姆的金属丝的电阻率,请根据题目要求完成实验.(1)用毫米刻度尺测量金属丝长度为L =80.00 cm ,用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径d =________mm.(2)请在如图所示实物连接图中,用笔画线,完成测量电路.(3)实验中多次改变滑动变阻器触头的位置,得到多组实验数据,以电压表读数U 为纵轴、电流表读数I 为横轴,在U I 坐标系中描点如图所示.请作出图象并根据图象________求出被测金属丝的电阻R =________Ω.(保留两位有效数字)(4)根据以上测量结果,得出被测金属丝的电阻率ρ=________Ω·m.(保留两位有效数字)[解析](1)由图示螺旋测微器可知,其示数为 1.5 mm +10.0×0.01 mm =1.600 mm.(2)电源电动势大约为3 V ,所以电压表使用0~3 V 量程.由于金属丝电阻很小,电流表应外接.由实验数据可知滑动变阻器应为分压接法.连线如图所示.(3)图象斜率等于电阻R ,由图象可知,阻值为R =6.0 Ω.(4)由电阻定律R =ρL S =ρL π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22可得,电阻率 ρ=πRd 24L =3.14×6× 1.600×10-324×0.800 Ω·m≈1.5×10-5Ω·m.[答案](1)1.600(2)(3)斜率 6.0(5.8~6.3均可) (4)1.5×10-5考点三| 实验拓展与创新视角1:实验原理的创新教材中实验是测量金属丝的电阻率,可以采用教材实验的原理测定导线的长度或导线的电阻.视角2:实验器材的创新1实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径,可将电阻丝紧密的缠绕在圆柱形铅笔上30~50匝,测总长度,然后求出直径.2还可以把电压表、电流表更换为电压、电流传感器.视角3:测量对象的创新,可以将测金属丝的电阻率,改为测圆柱体金属、圆桶形薄片、电解液等的电阻率.视角4:测量方法的创新,测量电阻时还可应用等效替代法、半偏法、多用电表、电桥法、双电流表法、双电压表法等.创新点1 测量铅笔芯的电阻率1.(2018·山东潍坊统考)一探究小组要测量2B铅笔芯的电阻率,所用的实验器材有:电源E(9 V),铅笔芯(最大阻值约6 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),电流表A(量程为0.3 A,内阻约为0.5 Ω),电压表V(量程为3 V,内阻约为1 000 Ω),开关S.(1)将虚线框内测量铅笔芯电阻的实验电路图补充完整.(2)实验中,改变连入电路的铅笔芯长度L,测出对应的电阻值R,测得的4组实验数据已描点在如图实815甲所示的RL坐标系中,请画出RL图线.图实815(3)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径.如图乙所示,其读数为________mm.(4)根据画出的RL图线及测得的铅笔芯的直径,可求得铅笔芯的电阻率为________Ω·m.(保留三位有效数字)[解析](1)由于待测电阻R x<R A R V,所以电流表应该用外接法,滑动变阻器采用分压式接法.(3)螺旋测微器的读数为1 mm+20.0×0.01 mm=1.200 mm.(4)由电阻定律得R=ρLS=ρ4Lπd2,RL图线的斜率k=4ρπd2,解得ρ=3.77×10-5Ω·m.[答案](1)如图1所示(2)如图2所示(3)1.200 (4)3.77×10-5创新点2 测量金属管线的电阻率2.有一根细长且均匀的空心金属管线,长约30 cm,电阻约为5 Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,现在要尽可能精确测定它的内径d.(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图实816甲所示,从图中读出外径为________mm,应用________(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L.图实816(2)测量金属管线的电阻R,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0~3 V,内阻约10 kΩB.电压表0~15 V,内阻约50 kΩC.电流表0~0.6 A,内阻约0.05 ΩD.电流表0~3 A,内阻约0.01 ΩE.滑动变阻器,0~10 ΩF.滑动变阻器,0~100 Ω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)(3)实验中他的实物接线如图实816乙所示,请指出接线中的两处明显错误.错误1:_________________________________________________错误2:__________________________________________________(4)用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示),推导出计算金属管线内径的表达式d =________.(5)在实验中,下列说法正确的是( )A .为使电流表读数明显,应使电流尽可能大些B .为操作方便,中间过程可保持开关S 一直处于闭合状态C .千分尺的精确度是千分之一毫米D .用千分尺测量直径时必须估读一位[解析](1)螺旋测微器的读数为:D =5 mm +20.0×0.01 mm =5.200 mm ;测量30 cm 金属管长度时应用毫米刻度尺来测量.(2)由于两节干电池的电动势为3 V ,所以电压表应选A ;由于通过金属管的最大电流为I m =U R x =35 A =0.6 A ,所以电流表应选C ;为了较准确地测出其阻值,滑动变阻器应选E.(3)由于待测金属管阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,连线图中的两处明显错误分别是: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.(4)设金属管线内径为d ,根据电阻定律应有:R =ρL 14πD 2-14πd 2, 又R =U I ,联立可得:d =D 2-4ρIL πU . (5)由金属的电阻率随温度的升高而增大可知,通过待测金属管线的电流不能太大,所以A 错误;为减小温度的影响,中间过程应断开开关,所以B 错误;千分尺的精确度是0.01 mm ,即应精确到1100毫米,所以C 错误;千分尺读数时必须估读一位,即估读到0.001 mm ,所以D 正确.[答案](1)5.200 毫米刻度尺 (2)A C E(3)导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 (4)D 2-4ρIL πU (5)D 创新点3 测量导电液体的电阻率 3.如图实817所示是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图.图中均匀的长直玻璃管内径为d ,里面充满待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L .图实817(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中导电液体用电阻R x 表示.(2)在接通电路前,为保证器材安全,滑动变阻器的滑片P 应移到最________端(填“左”或“右”).在电路调试时,该同学发现:闭合开关S 1后,单刀双掷开关S 2接到a 接点时电压表示数为4.5 V 、电流表示数为180 μA ;单刀双掷开关S 2接到b 接点时电压表示数为4.6 V 、电流表示数为164 μA.正式测量时,为减小实验误差,单刀双掷开关S 2应接到________点(选填“a ”或“b ”).(3)该同学正确完成实验,测得该段液体的电阻R 0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ=________(用R 0、L 、d 等表示).【导学号:84370322】[解析](1)电路原理图如图所示(2)接通电路前为保证电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,即滑片应移到最右端.分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大,电压表示数变化小,说明电流表对示数影响较小,即电流表内阻远小于被测电阻,为减小误差应当采用电流表内接法,故接b 点.(3)根据欧姆定律R =U I 、电阻定律ρ=RS L 及S =π(d 2)2可得电阻率ρ=πR 0d24L .[答案](1)如图所示(2)右 b (3)πR 0d24L[随堂训练]1.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 约为200 Ω,电压表○V 的内阻约为2 k Ω,电流表Ⓐ的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图实718(a)或图实718(b)所示,结果由公式R x =U I 计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2,则________(填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x 1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值R x 2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.(a) (b)图实718[解析] R x R A =20,R VR x =10,因R x 属于大电阻,用电流表内接法时测量值更接近真实值,即R x 1更接近真实值;因此R x 1=U I =R x+R A ,故R x 1>R x ,R x 2=U I =R 并(即R x 与R V 的并联值),故R x 2<R x .[答案] R x 1 大于 小于2.实验室新购进一捆长度为100 m 的铜导线,某同学想通过实验测此铜导线的电阻率ρ,如图实819所示,回答下列问题:甲乙丙图实819(1)首先用螺旋测微器测量合金丝的直径d.在测砧与测微螺杆与被测铜导线将要接触时,应转动部件________(选填“A”“B”或“C”),当听到“喀喀”声时,从图甲中读出合金丝的直径d=________mm.(2)在测量铜导线的电阻R x时,该同学用9根导线将器材连接如图乙.电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零,保护电阻R0=3.00 Ω.①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“左”“右”或“中间位置”)端;②闭合开关后,反复调节滑动变阻器,发现电压表、电流表的示数均不能调为零.若只有一根导线断路,则这根导线是________;(填数字代号)③排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为 2.35 V 时,电流表的示数如图丙所示,其读数为______A.(3)由以上数据可求得ρ=________Ω·m.(保留2位有效数字)【导学号:84370323】[解析](1)在测砧和测微螺杆与被测铜导线将要接触时,为防止被测铜导线被挤压变形而出现较大的测量误差,应转动微调旋钮C .螺旋测微器固定刻度读数为 1 mm ,可动刻度读数为13.0×0.01 mm =0.130 mm ,则铜导线的直径d =1 mm +0.130 mm =1.130 mm(1.128~1.132 mm 均可);(2)①滑动变阻器分压接法中,闭合开关前,应使被测电路部分处于短接状态,即电流为0,故将滑片移至最左端;②闭合开关后,调节滑动变阻器能控制电路,说明电路是完好的,而电压表、电流表的示数均不能调为零,说明将滑动变阻器分压接法接成了限流接法,故是导线3断路;③量程为0.6 A 的电流表最小分度为0.02 A ,读数应估读到0.01 A ,故电流表的读数为0.50 A ;(3)根据器材连接图,由欧姆定律R x +R 0=U I =2.350.50 Ω=4.70 Ω,故铜导线的电阻R x =1.70 Ω,由电阻定律可得R x =ρL S ,S =14πd 2,故铜导线的电阻率ρ=R x πd 24L ,代入数据解得ρ=1.7×10-8Ω·m.[答案](1)C 1.130(1.128~1.132)(2)①左 ②3 ③0.50(0.49~0.51) (3)1.7×10-83.一细而均匀的导电材料,截面为圆柱体,如图实820甲所示,此材料长约5 cm ,电阻约为100 Ω,欲测量这种材料的电阻率ρ.现提供以下实验器材:A .20分度的游标卡尺;B .螺旋测微器;C.电流表A1(量程50 mA,内阻r1=100 Ω);D.电流表A2(量程100 mA,内阻r2约为40 Ω);E.电压表V2(量程15 V,内阻约为3 000 Ω);F.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A);G.直流电源E(电动势为3 V,内阻很小);H.上述导电材料R2(长约为5 cm,电阻约为100 Ω);I.开关一只,导线若干.请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品电阻率ρ的实验方案,回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示,其示数L=________cm,用螺旋测微器测得该样品的外直径如图丙所示,其示数D=________mm.甲乙丙图实820(2)在所给的方框中画出设计的实验电路图,并标明所选择器材________.L=50 mm+3×0.05 mm=5.015 cm;螺旋测微器测得该样品的外径:D=4.5 mm+20.0×0.01 mm=4.700 mm.(2)因没有合适的电压表,又知电流表A1内阻已知,故用其与待测电阻并联,测量待测电压;如图所示;(3)由欧姆定律:R 2=I 1r 1I 2-I 1,又由电阻定律:R 2=ρL S 及S =πD24,解得ρ=πI 1r 1D24I 2-I 1L .[答案](1)5.015 4.700 (2)如图所示;(3)πI 1r 1D24I 2-I 1L。
2019年度高考物理一轮复习第八章恒定电流实验八测定金属的电阻率课件
解析 答案
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图5所示,图中已标出了 与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点 ,并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=__________4_.5_(4.3~4.7 均可) Ω(保留两位有效数字). 答案 如图乙
2.伏伏法
若电压表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用.
(1)如图7甲所示,两电压表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测
出V2的内阻R2=
UU21R1.
(2)如图乙所示,两电压表的满偏电流IV1≪IV2时,若已知V1的内阻R1,V1并
联一定值电阻R0后,同样可得V2的内阻R2=
第八章 恒定电流
实验八 测定金属的电阻率
过好双基关
基本实验要求
1.实验原理(如图1所示)
由R=
l ρS
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1
2.实验器材 被测金属丝,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,旋毫测米微刻器度尺. 3.实验步骤 (1)用螺旋测微器在被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. (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次 ,求出其平均值l.
要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下列问题: (1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表 A(2填写器材代号)与电阻 箱串联,并将电阻箱阻值调到 9 0Ω0,0 这样可以改装成一个量程为3.0 V的 电压表.
2019版高考物理一轮复习: 第八章 恒定电流 微专题61 实验:测定金属的电阻率
61 实验:测定金属的电阻率[方法点拨] 伏安法测金属丝电阻时,电压不要求从0开始,仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法.金属丝电阻一般较小,电流表选用外接法.1.(2018·陕西商洛质检)如图1中游标卡尺的读数是____mm,螺旋测微器的读数是____ mm.图12.(2017·北京顺义区零模)用螺旋测微器测量金属丝直径如图2甲所示,则金属丝直径d=____________ mm.用游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示,则小球直径D=______ mm.图23.(2018·湖北黄冈模拟)如图3中游标卡尺读数为____ mm,螺旋测微器读数为________ mm.图34.(2017·福建厦门3月质检)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图4甲所示,长度为L,电阻R约为5 Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d;(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为 5.200 mm,则所测金属管线外径D=__________ mm.图4(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:A.电流表0~0.6 A,内阻约0.05 ΩB.电流表0~3 A,内阻约0.01 ΩC.电压表0~3 V,内阻约10 kΩD.电压表0~15 V,内阻约50 kΩE.滑动变阻器,0~10 Ω(额定电流为0.6 A)F.滑动变阻器,0~100 Ω(额定电流为0.3 A)为准确测出金属管线的阻值,电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)(3)如图丙所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径的表达式d=______________.5.(2017·北京东城区模拟)实验室有一捆规格为“100 m,0.5 mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻.(1)他查得铜的电阻率为 1.7×10-8Ω·m.他可以用公式____________计算出整捆导线的电阻为________ Ω;(2)他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:电流表:量程0.6 A,内阻约为0.2 Ω;电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω;滑动变阻器R2:最大阻值200 Ω;电源:电动势4.5 V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:①请你用笔画线代替导线在图5中完成电路连线.要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法.图5②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图6所示.在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”),你的判断依据是___________________________________________________________ _____________.图66.(2017·福建南平3月质检)为测定待测电阻R x的阻值(约为200 Ω),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3 V,内阻不计;电流表A1:量程0~15 mA,内阻约为100 Ω;电流表A2:量程0~300 μA,内阻为1 000 Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A;定值电阻R2,阻值为9 000 Ω,额定电流10 mA;定值电阻R3,阻值为200 Ω,额定电流0.1 A;开关S、导线若干.实验中要求准确地测量R x的阻值,请回答下列问题:(1)正确选取器材,在图7方框内画出测量R x阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号.图7图8(2) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图8所示,可读出电流表A1的示数是_________ mA,电流表A2的示数是_________ μA,则待测电阻R x 的阻值是________ Ω(计算结果保留一位小数).(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析,R x的测量值________真实值(选填“>”“=”或“<”).7.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材做“探究导体阻值与长度的关系”的实验.A.电压表V1,量程6 V,内阻900 ΩB.电压表V2,量程15 V,内阻3 kΩC.电流表A1,量程为0.1 A,内阻1 ΩD.电流表A2,量程3 A,内阻0.2 ΩE.电源E1,电动势1.5 V,内阻0.2 ΩF.电源E2,电动势6 V,内阻0.8 ΩG.滑动变阻器R,最大阻值为10 ΩH.粗细均匀、长度不同的同种电阻丝若干段(阻值约100~200 Ω) J.开关、导线和刻度尺(1)实验时电源应选________,电流表应选________;(填序号)(2)在虚线框中画出实验原理图(电阻丝用R x表示).答案精析1.9.60 5.695±0.0022.1.775±0.002 22.63.52.35 1.990解析 游标卡尺读数为52 mm +7×120mm =52.35 mm,螺旋测微器的读数为1.5 mm +49.0×0.01 mm=1.990 mm.4.(1)5.167(5.165~5.169均可) (2)A C E(3)如图所示(4) D 2-4ρIL πU 解析 (4)由欧姆定律得R =U I ,又R =ρL S=ρLπ[(D 2)2-(d 2)2]=4ρL π(D 2-d 2), 则4ρL π(D 2-d 2)=U I, d 2=D 2-4ρLI πU , 故d =D 2-4ρLI πU . 5.(1)R =ρL S3.4 (2)①见解析图 ②R 1 a ③乙 电流表外接时,测得的电阻值偏小解析 (1)由公式R =ρL S,代入数值,解得导线的电阻R =3.4 Ω;(2)①如图所示②由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器要选阻值比较小的,闭合开关前应将滑片移至a 端;③因为电流表外接时,测得的电流值偏大,由R =U I可知测得的电阻值偏小.6.(1)如图所示(2) 8.0 150 191.1 (3)=解析 (2)R x =U x I x =I 2(R 2+R A2)I 1-I 2代入数据解得R x =191.1 Ω.7.(1)F C (2)如图所示。
高考物理一轮复习第八章恒定电流第讲实验测定金属的电阻率加练半小时教科版.docx
第61讲实验:测定金属的电阻率[方法点拨]伏安法测金属丝电阻时,电压不要求从0开始,仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法.金属丝电阻一般较小,电流表选用外接法.1.(2018·陕西商洛质检)如图1中游标卡尺的读数是______mm,螺旋测微器的读数是______________mm.图12.(2017·北京顺义区零模)用螺旋测微器测量金属丝直径如图2甲所示,则金属丝直径d=____________mm.用游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示,则小球直径D=______mm.图23.(2018·湖北黄冈模拟)如图3中游标卡尺读数为____mm,螺旋测微器读数为________mm.图34.(2017·福建厦门3月质检)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图4甲所示,长度为L,电阻R约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d;(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为 5.200mm,则所测金属管线外径D=__________mm.图4(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:A.电流表0~0.6A,内阻约0.05ΩB.电流表0~3A,内阻约0.01ΩC.电压表0~3V,内阻约10kΩD.电压表0~15V,内阻约50kΩE.滑动变阻器,0~10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线的阻值,电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)(3)如图丙所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径的表达式d=______________. 5.(2017·北京东城区模拟)实验室有一捆规格为“100m,0.5mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻.(1)他查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m.他可以用公式____________计算出整捆导线的电阻为________Ω;(2)他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:电流表:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R2:最大阻值200Ω;电源:电动势4.5V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:①请你用笔画线代替导线在图5中完成电路连线.要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法.图5②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图6所示.在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”),你的判断依据是______________________________________________________________ __________.图66.(2017·福建南平3月质检)为测定待测电阻R x的阻值(约为200Ω),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3V,内阻不计;电流表A1:量程0~15mA,内阻约为100Ω;电流表A2:量程0~300μA,内阻为1000Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω,额定电流2A;定值电阻R2,阻值为9000Ω,额定电流10mA;定值电阻R3,阻值为200Ω,额定电流0.1A;开关S、导线若干.实验中要求准确地测量R x的阻值,请回答下列问题:(1)正确选取器材,在图7方框内画出测量R x阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号.图7图8(2) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图8所示,可读出电流表A1的示数是_________mA,电流表A2的示数是_________μA,则待测电阻R x的阻值是________Ω(计算结果保留一位小数).(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析,R x的测量值________真实值(选填“>”“=”或“<”).7.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材做“探究导体阻值与长度的关系”的实验.A.电压表V1,量程6V,内阻900ΩB.电压表V2,量程15V,内阻3kΩC.电流表A1,量程为0.1A,内阻1ΩD.电流表A2,量程3A,内阻0.2ΩE.电源E1,电动势1.5V,内阻0.2ΩF.电源E2,电动势6V,内阻0.8ΩG.滑动变阻器R,最大阻值为10ΩH.粗细均匀、长度不同的同种电阻丝若干段(阻值约100~200Ω) J.开关、导线和刻度尺(1)实验时电源应选________,电流表应选________;(填序号)(2)在虚线框中画出实验原理图(电阻丝用R x表示).答案精析1.9.60 5.695±0.002 2.1.775±0.002 22.6 3.52.35 1.990解析 游标卡尺读数为52mm +7×120mm =52.35mm ,螺旋测微器的读数为1.5mm +49.0×0.01mm =1.990mm.4.(1)5.167(5.165~5.169均可) (2)A C E (3)如图所示(4)D2-4ρIL πU解析 (4)由欧姆定律得 R =U I ,又R =ρL S =ρL D 2-d 2=4ρL -,则4ρL -=U I ,d 2=D 2-4ρLIπU , 故d =D2-4ρLI πU .5.(1)R =ρLS 3.4 (2)①见解析图 ②R 1 a ③乙 电流表外接时,测得的电阻值偏小解析 (1)由公式R =ρLS ,代入数值,解得导线的电阻R =3.4Ω; (2)①如图所示②由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器要选阻值比较小的,闭合开关前应将滑片移至a端;③因为电流表外接时,测得的电流值偏大,由R=UI可知测得的电阻值偏小.6.(1)如图所示(2) 8.0150191.1(3)=解析(2)R x=UxIx=+I1-I2代入数据解得R x=191.1Ω. 7.(1)F C(2)如图所示。
2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流学案
(1) 导体的电阻率不变。
(2) 导体的体积不变,由 V= lS 可知 l 与 S成反比。
(3) 在 ρ、 l 、 S都确定之后,应用电阻定律
l R= ρ S求解。
[ 集训冲关 ] 1.(2018 ·内江模拟 ) 两根材料相同的均匀导线 x 和 y,其中, x 长 为 l ,y 长为 2l ,串联在电路中时沿长度方向的电势 φ 随位置的变化规 律如图所示,那么, x 和 y 两导线的电阻和横截面积之比分别为 ( )
突破点 ( 二 ) 欧姆定律和电阻定律的理解与应用
1.电阻与电阻率的区别
(1) 电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,而电阻率则反映制作导体的材料导电性能
的好坏。
(2) 导体的电阻大,电阻率不一定大,它的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻
不一定小,即它对电流的阻碍作用不一定小。
(3) 导体的电阻、电阻率均与温度有关。
2.电阻的决定式和定义式的比较
决定式
公式
l
R= ρS
定义式 U
R= I
区别
指明了电阻的决定因素
适用于粗细均匀的金属导体 和分布均匀的导电介质
提供了一种测定电阻的方法,电阻与 U 和 I 无关
适用于任何纯电阻导体
相同点
都不能反映电阻的实质 ( 要用微观理论解释 )
[ 典例 ] [ 多选 ](2018 ·益阳模拟 ) 一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压
[ 思路点拨 ]
本题应根据电阻定律
R= ρlS,结合欧姆定律
U I =R和电流的微观表达式
I = neSv进行分
析。
[ 解析 ] 将金属导线均匀拉长,因半径变为原来的一半,则横截面积变为原来的
1 4,其
高考物理一轮复习第八章恒定电流第讲实验测定金属的电阻率加练半小时教科版.docx
第61讲实验:测定金属的电阻率[方法点拨] 伏安法测金属丝电阻时,电压不要求从0开始,仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法.金属丝电阻一般较小,电流表选用外接法.1.(2018·陕西商洛质检)如图1中游标卡尺的读数是______mm,螺旋测微器的读数是______________mm.图12.(2017·北京顺义区零模)用螺旋测微器测量金属丝直径如图2甲所示,则金属丝直径d=____________mm.用游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示,则小球直径D=______mm.图23.(2018·湖北黄冈模拟)如图3中游标卡尺读数为____mm,螺旋测微器读数为________mm.图34.(2017·福建厦门3月质检)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图4甲所示,长度为L,电阻R约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d;(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm,则所测金属管线外径D=__________mm.图4(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:A.电流表0~0.6A,内阻约0.05ΩB.电流表0~3A,内阻约0.01ΩC.电压表0~3V,内阻约10kΩD.电压表0~15V,内阻约50kΩE.滑动变阻器,0~10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线的阻值,电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)(3)如图丙所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径的表达式d=______________.5.(2017·北京东城区模拟)实验室有一捆规格为“100m,0.5mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻.(1)他查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m.他可以用公式____________计算出整捆导线的电阻为________Ω;(2)他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:电流表:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R2:最大阻值200Ω;电源:电动势4.5V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:①请你用笔画线代替导线在图5中完成电路连线.要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法.图5②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图6所示.在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”),你的判断依据是________________________________________________________________________.图66.(2017·福建南平3月质检)为测定待测电阻R x的阻值(约为200Ω),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3V,内阻不计;电流表A1:量程0~15mA,内阻约为100Ω;电流表A2:量程0~300μA,内阻为1000Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω,额定电流2A;定值电阻R2,阻值为9000Ω,额定电流10mA;定值电阻R3,阻值为200Ω,额定电流0.1A;开关S、导线若干.实验中要求准确地测量R x的阻值,请回答下列问题:(1)正确选取器材,在图7方框内画出测量R x阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号.图7图8(2) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图8所示,可读出电流表A1的示数是_________mA,电流表A2的示数是_________μA,则待测电阻R x的阻值是________Ω(计算结果保留一位小数).(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析,R x的测量值________真实值(选填“>”“=”或“<”).7.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材做“探究导体阻值与长度的关系”的实验.A.电压表V1,量程6V,内阻900ΩB.电压表V2,量程15V,内阻3kΩC.电流表A1,量程为0.1A,内阻1ΩD.电流表A2,量程3A,内阻0.2ΩE.电源E1,电动势1.5V,内阻0.2ΩF.电源E2,电动势6V,内阻0.8ΩG.滑动变阻器R,最大阻值为10ΩH.粗细均匀、长度不同的同种电阻丝若干段(阻值约100~200Ω)J.开关、导线和刻度尺(1)实验时电源应选________,电流表应选________;(填序号)(2)在虚线框中画出实验原理图(电阻丝用R x表示).答案精析1.9.60 5.695±0.002 2.1.775±0.002 22.6 3.52.35 1.990解析 游标卡尺读数为52mm +7×120mm =52.35mm ,螺旋测微器的读数为 1.5mm +49.0×0.01mm=1.990mm.4.(1)5.167(5.165~5.169均可) (2)A C E (3)如图所示(4)D2-4ρIL πU解析 (4)由欧姆定律得R =U I ,又R =ρL S=ρL πD 2-d 2=4ρL π-,则4ρL π-=U I, d 2=D 2-4ρLIπU, 故d =D2-4ρLI πU.5.(1)R =ρLS 3.4 (2)①见解析图 ②R 1 a ③乙 电流表外接时,测得的电阻值偏小解析 (1)由公式R =ρLS ,代入数值,解得导线的电阻R =3.4Ω;(2)①如图所示②由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器要选阻值比较小的,闭合开关前应将滑片移至a 端;③因为电流表外接时,测得的电流值偏大,由R =UI 可知测得的电阻值偏小.6.(1)如图所示(2) 8.0 150 191.1 (3)= 解析 (2)Rx =UxIx=+I1-I2代入数据解得R x =191.1Ω. 7.(1)F C (2)如图所示。
高考物理一轮复习第八章恒定电流实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)课件新人教版 (1)
2.[电路设计与连图] 要测量某种合金的电阻率. (1)若合金丝长度为 L,直径为 D,阻值为 R,则其电阻率 ρ= ________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为 ________ mm. (2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2 是单刀双掷开关.根据 原理图在图丙中将实物连线补充完整.
3.误差分析 (1)测量电阻时采用外接法,电压表分流产生误差. (2)长度和直径的测量误差.
[核心考点•互动探究]
1.[实验仪器的选取] (2018·吉林长春质检)某同学对电阻丝的 电阻与哪些因素有关进行了实验探究,现有如下器材: 电源 E(电动势为 4 V,内阻约为 1 Ω); 电流表 A1(量程 5 mA,内阻约为 10 Ω); 电流表 A2(量程 0.6 A,内阻约为 1 Ω); 电压表 V1(量程 3 V,内阻约为 1 kΩ); 电压表 V2(量程 15 V,内阻约为 3 kΩ);
(1)将虚线框内测量铅笔芯电阻的实验电路图补充完整. (2)实验中,改变连入电路的铅笔芯长度 L,测出对应的电阻值 R,测得的 5 组实验数据已描点在如图甲所示的 RL 坐标系中, 请画出 R-L 图线.
3.实验步骤 (1)用螺旋测微器在被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. (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被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,代入公式 S=π4d2和 R=ρSl 中,计算 出金属丝的电阻率.
人教版高考总复习一轮物理精品课件 第八章恒定电流 实验8 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
导线若干。将你认为比较合理的电路图画在下图方框内。
(3)正确连接好电路,进行实验测量,记录电压表示数为U,电流表示数为I,在
坐标纸上建立U-I坐标系,并描绘出U-I图线如图所示。由图线得到金属丝
的阻值Rx=
Ω。(保留两位有效数字)
均值d。
2.连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,
不是实际长度
求出其平均值l。
4.把滑动变阻器的滑片调节到其接入电路中的电阻最大的位置。
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,填入记录表格内。
六、数据处理
个的、20个的、50个的,其读数见下表:
刻度格数(分度)
刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(可精确到)
10
9 mmBiblioteka 0.1 mm0.1 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与主尺
得到的电阻范围为0~19 998 Ω。
增素能 精准突破
考点一
实验器材和实验电路的选择
1.选择实验器材的步骤和原则
(1)实验器材选择的一般步骤
①首先选择唯一性的器材。
②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)。
③估算回路中电流和电压的最大值,结合已知器材的规格,确定实验电路和
实验器材。
(2)实验器材选择的一般原则
2019年高考物理一轮复习第8章恒定电流实验8测定金属的电阻率课件新人教版
• 3.伏安法测电阻 • (1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法
电路图
误差原因
电流表分压 U测=Ux+UA
外接法
电压表分 I测=Ix+
内接法
外接法
电阻 测量值
R测=UI测测=Rx+RA>Rx 测量值大于真实值
• (1)构造
• (如图)主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个 爪)、游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一 钉。
• (2)原理
• 利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差 管游标尺上有多少个小等份刻度,它的刻度部 比主尺上的同样多的小等份刻度少1mm。常见 的游标尺上小等份刻度有10个的、20个的、50 表:
第八章 恒定电流
实验八 测定金属的电阻率
1
基础知识
2
核心考点
3
2年高考
基础知识梳理
• 一、实验目的 • 1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方
表和电压表的读数方法。
• 2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方 • 3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻
• 二、实验原理
• 1.游标卡尺的构造、原理及读数
• (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 即旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5mm,而 上的刻度为50等份,每转动一小格,P前0.0进1 m或m后 即螺旋测微器的精确度为________________。 到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千
• (3)读数
• 测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度 部分由可动刻度读出。
物理一轮复习第8章恒定电流实验8测量金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器学案
实验八测量金属的电阻率1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
2.学会使用螺旋测微器测量金属丝直径。
3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。
由R=ρ错误!得ρ=错误!,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。
实验电路图和实物连线图分别如图甲、乙所示。
毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0~50 Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干。
1.求金属丝横截面积S:在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径,求出其平均值d。
2.按照电路图连好电路。
3.测量金属丝有效长度l: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(即有效长度),反复测量三次,求出平均值l.4.求金属丝的电阻R x:把滑动变阻器调到接入电路中的阻值最大的位置,检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流值和电压值记录在表格中,断开开关S,求出金属丝电阻R x的平均值。
5.整理仪器。
6.将测得的R x、l、d值,代入公式S=错误!和ρ=错误!中,计算出金属丝的电阻率。
1.求R x的两种方法(1)用R x=错误!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:将记录的数据R x、l、d的值,代入电阻率计算公式ρ=R x错误!=R x错误!.1.金属丝直径、长度的测量及电流表、电压表读数带来的偶然误差.2.电路中因为电流表外接,所以R测<R真,由R=ρlS,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。
1.为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,测量应该在金属丝连入电路之后在拉直的情况下进行,测量待测导线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,故须采用电流表外接法。
3.开关S闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大。
高考物理一轮总复习专题八恒定电流实验八测定金属丝的电阻率提能演练
实验八测定金属丝的电阻率知识巩固练1.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示,结果由公式R x =计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为R x1和R x2,则________(填“R x1”或“R x2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.甲乙【答案】R x1大于小于【解析】根据题意知,电压表的分流作用较显著,故R x1更接近待测电阻的真实值.图甲的测量值是R x与R A串联的电阻阻值,故R x1>R x真;图乙的测量值是R x与R V并联的电阻阻值,故R x2<R x真.2.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甲所示,用米尺测出金属丝的长度l,金属丝的电阻大约为5 Ω,甲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、开关和若干导线及下列器材:~3 V,内阻10 kΩ~15 V,内阻50 kΩ~0.6 A,内阻0.05 Ω~3 A,内阻0.01 Ω,0~10 Ω,0~100 Ω①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乙所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误.乙错误1:_____________________________________.错误2:_____________________________________.(3)若测得金属丝的直径用d表示,电阻用R表示,则该金属材料的电阻率ρ=________. 【答案】(1)0.680(或0.679)(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)3.某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究,现有如下器材:电源E(电动势为4 V,内阻约为1 Ω);电流表A1(量程5 mA,内阻约为10 Ω);电流表A2(量程0.6 A,内阻约为1 Ω);电压表V1(量程3 V,内阻约为1 kΩ);电压表V2(量程15 V,内阻约为3 kΩ);滑动变阻器R1(阻值0~2 Ω);滑动变阻器R2(阻值0~20 Ω);开关及导线若干.他对电阻丝做了有关测量,数据如下表所示.编号金属丝直径D/mm金属丝直径的二次方D2/mm2金属丝长度L/cm电阻R/Ω1 0.280 0.078 4 100.00 16.302 0.280 0.078 4 50.00 8.163 0.560 0.313 6 100.00 4.07(1)他在某次测量中,用螺旋测微器测电阻丝直径,示数如图甲,此示数为________mm.甲乙(2)图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图,则该同学应选择电路________(填“A”或“B”)进行测量.电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(3)请你认真分析表中数据,写出电阻R与L、D间的关系式R=______(比例系数用k表示),并求出比例系数k=______Ω·m(结果保留2位有效数字).【答案】(1)0.512(0.510~0.513均可) (2)A A2V1R2(3)k1.3×10-64.小明通过实验测量一种合金的电阻率.(1)如图甲所示,用螺旋测微器测量合金丝的直径时,从调节到读数的过程中,螺旋测微器上三个部件①、②、③使用的先后顺序应该为________、________、①,如图乙所示,测得该合金丝的直径为d=______mm.(2)按图丙连接电路,请在图丁中将电路原理图补充完整.(3)小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度l.闭合开关,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数,算出接入电路部分合金丝的阻值R.改变线夹在合金丝上的位置,重复上述步骤,获得多组数据,在方格纸上作出R-l图像,发现图像是一条倾斜直线,斜率为k.计算该合金丝电阻率ρ=________(用k和d表示).(4)小华认为电流表内阻会导致测出的R值偏大,因此小明测出的电阻率偏大.你觉得小华的观点是否正确?请简要说明理由.【答案】(1)②③0.380 (2)见解析(3)(4)不正确见解析【解析】(1)用螺旋测微器测金属丝直径时,把待测金属丝放在测微螺杆与测砧之间,然后调节旋钮②,当金属丝与测微螺杆、测砧接触时停止调节旋钮,然后调节微调旋钮③;为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧固定螺钉①,然后再读数.测得该合金丝的直径为0+38.0×0.01mm=0.380mm.(2)根据实物图可知,电路图如图所示.(3)根据R=ρ=ρ,整理得R=l,所以k=,则ρ=.(4)根据R+R A=可知测量的电阻偏大,但ΔR=,图像的斜率为k=,则斜率不变,电阻率不变,故小华不正确.综合提升练5.(2022年深圳调研)某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”.现有器材为:电源、电流表(量程0.6 A)、电压表(量程3 V)、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干.实验步骤如下:(1)用图甲和图乙电路分别测量待测电阻的阻值,请在图丙中按图甲用笔画线代替导线将电路补充完整.(2)将图丙中滑动变阻器的滑片P滑到______(填“e”或“f”)端,闭合开关,调节滑动变阻器,记录测量数据.(3)根据测量数据在U-I坐标系中描点作图,得到图丁中的图线a和b,则a线对应的测量值是________Ω,a线是采用图________(填“甲”或“乙”)电路测得的结果,理由是(要求论述有依据)__.(4)为提高测量精度,在图甲电路中,用电流传感器代替电流表,电压传感器代替电压表,对同一电阻再次进行测量.得到对应的U-I图线c,拟合直线及表达式见图戊,认为其测量值等于真实值.(5)相对误差反映测量的可信程度,相对误差公式为δ=×100%.由步骤(3)和(4)可得图线a的相对误差为δ=________%(保留3位有效数字).【答案】(1)见解析(2)e(3)6.41 甲a线对应的测量值大于b线对应的测量值,测量结果偏大,采用电流表内接法(5)24.3【解析】(1)如图所示.(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P滑到接入电路阻值最大处,即滑动变阻器的滑片P滑到e端.(3)由图示图像可知,a线对应的待测电阻测量值是R x测=;选择电流表的外接法,由于电压表的分流作用,电流表测量值大于流经R x的电流值,测量结果偏小;选择电流表的内接法,由于电流表的分压作用,电压表测量值大于R x两端的电压值,测量结果偏大;a 线对应的测量值大于b线对应的测量值,所以a线是采用电流表内接法,a线是采用图甲电路测得的结果.(5)结合图戊中的U-I关系式可知待测电阻的真实值R x真=5.03Ω,图线a的相对误差为δ=×100%=24.3%.。
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第八章实验八测定金属的电阻率1.(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。
可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱R z(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2,C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
导学号 21992559(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:①R1的阻值为__20__Ω(填“20”或“2000”)。
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的__左__端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱R z的阻值置于2500.0Ω,接通S1。
将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置,最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D 所在位置的电势__相等__(填“相等”或“不相等”。
)④将电阻箱R z和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。
待测微安表的内阻为__2_550__Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议__调节R 1上的分压,尽可能使微安表接近满量程__。
答案:(1)连线如图[解析] (1)略。
(2)R 1起分压作用,应选用最大阻值较小的滑动变阻器,即R 1的电阻为20Ω,为了保护微安表,闭合开关前,滑动变阻器R 1的滑片C 应移到左端,确保微安表两端电压为零;反复调节D 的位置,使闭合S 2前后微安表的示数不变,说明闭合后S 2中没有电流通过,B 、D 两点电势相等;将电阻箱R 1和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R 2的阻值置于2601.0Ω时,在接通S 2前后,微安表的示数也保持不变。
说明2 500.0ΩR μA =R μA2 601.0Ω,解得R μA =2 550Ω。
(3)要提高测量微安表内阻的精度,可调节R 1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。
2.(2016·浙江卷)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3V 、内阻约为3k Ω的电压表和量程为0.6A 、内阻约为0.1Ω的电流表。
采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R 1,其阻值约为5Ω。
导学号 21992560(1)测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接__a __(填a 或b )、导线②连接__d __(填c 或d )。
(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R 1的阻值为__4.5(4.4~4.7)__Ω。
(3)212R 1的110,若测R 2的阻值,则最优的连线应选__B__(填选项)。
A .①连接a ,②连接c B .①连接a ,②连接d C .①连接b ,②连接c D .①连接b ,②连接d答案:(2)如图所示[解析] (1)因电压表的内阻远大于电阻R 1的阻值,故电流表应外接,导线①连接a ,因题述要求采用分压电路接线,故导线②连接d 。
(2)由实验数据用作图法求得R 1的阻值为R 1=2.40-0.400.53-0.09Ω=4.5Ω。
(3)根据电阻定律R =ρl S,由题给条件知R 2=R 1=4.5Ω,因电压表的内阻仍远大于电阻R 2的阻值,测电阻R 2阻值的最优连接方式应是导线①连接a ,导线②连接d ,故选项B 正确。
3.(2017·广东测评)实验室新购进一捆长度为100m 的铜导线,某同学想通过实验测量此铜导线的电阻率ρ。
导学号 21992561(1)用图甲所示的螺旋测微器测量铜导线的直径d ,在测砧、测微螺杆与被测铜导线将要接触时,应转动部件__C __(填“A ”“B ”或“C ”),当听到“喀喀”声时,停止转动,从图甲中读出铜导线的直径d =__1.130__mm 。
(2)在测量铜导线的电阻R 时,该同学用9根铜导线将器材连接如图乙所示。
电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零,保护电阻R 0=3.00Ω。
①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至__左__端(填“左”“右”或“中间位置”)。
②闭合开关后,反复调节滑动变阻器,发现电流表有示数、电压表的示数总为零。
若只有一根导线断路,则这根导线是__6__(填数字代号)。
③排除故障后,调节滑动变阻器,当电流表的示数为0.500A 时,电压表(量程范围0~3V)的示数如图丙所示,其读数为__2.40__V 。
由以上数据可求得ρ=__1.8×10-8__Ω·m(结果保留两位有效数字)。
[解析] (1)用螺旋测微器测量铜导线的直径,在测砧、测微螺杆与被测铜导线将要接触时,应转动部件微调旋钮C ,当听到“喀喀”声时,停止转动;由题图甲所示螺旋测微器可知,铜导线的直径d =1mm +13.0×0.01mm=1.130mm 。
(2)①由题图乙所示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为保护电路安全,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至左端;②闭合开关后,反复调节滑动变阻器,电流表有示数,说明电路是通路,电压表的示数总为零,说明电压表两接线柱没有与被测电路并联,若只有一根导线断路,由题图乙所示电路图可知,这根导线是6;③电压表量程范围0~3V ,由题图丙所示电压表可知,其分度值为0.1V ,其示数U =2.40V ;待测铜导线的阻值为R =U I -R 0=2.400.500Ω-3.00Ω=1.8Ω;由电阻定律可得R =ρLS=ρL πd22,故铜导线的电阻率ρ=πRd24L =-324×100Ω·m≈1.8×10-8Ω·m。
4.(2017·福建厦门质检)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图甲所示,长度为L ,电阻R 约为5Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管内径太小无法直接测量,某同学为了尽可能精确测定它的内径d ,设计了下列实验方案:导学号 21992562(1)用螺旋测微器测量金属管的外径D ,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管的外径读数为5.200mm ,则所测金属管的外径D =__5.165__mm 。
(2)为测量金属管的电阻R ,取两节干电池(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材: A .电流表0~0.6A ,内阻约0.05Ω B .电流表0~3A ,内阻约0.01Ω C .电压表0~3V ,内阻约10k Ω D .电压表0~15V ,内阻约50k ΩE .滑动变阻器0~10Ω(额定电流为0.6A)F .滑动变阻器0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管的阻值,电流表应选__A__,电压表应选__C__,滑动变阻器应选__E__。
(填相应器材前的字母)(3)如图丙所示,请按实验要求用笔画线代替导线将实物图中的连线补充完整。
(4)根据已知的物理量(长度L 、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U 、电流表读数I 、金属管的外径D ),可得金属管的内径的表达式d =。
答案:(3)见下图[解析] (1)螺旋测微器校零时的示数为 3.5×0.01mm=0.035mm ;金属管的外径D =5.200mm -0.035mm =5.165mm 。
(2)由于两节干电池的电动势为3V ,所以电压表应选C ;由于通过金属管的最大电流约为I m =UR=0.6A ,所以电流表应选A ;根据闭合电路欧姆定律可知,电路中需要的最大电阻为R max=E13I m =313×0.6Ω=15Ω,所以滑动变阻器应选E 。
(3)由于待测金属管的阻值远小于电压表内阻,所以电流表采用外接法;由于R 约为5Ω,小于滑动变阻器的最大阻值,故滑动变阻器采用限流式接法。
连线如图所示。
(4)设金属管的内径为d ,根据电阻定律有R =ρL14πD 2-d 2,又R =U I,联立可得d =D 2-4ρILπU。
5.(2017·河南六市第一次联考)某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图甲所示。
ab 是一段粗细均匀的金属丝,R 0是阻值为6Ω的保护电阻,学生电源的输出电压为10V ,电流表可视为理想电表。
导学号 21992563(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示,其直径为__0.900(0.899~0.901)__mm 。
(2)先接通电源,后闭合开关,发现电流表的示数为零,利用多用电表检查故障(电路中故障只有一处)。
先将选择开关旋至直流电压挡,测得各点间的电压如下表。
__c 、d 间断路__(3)排除故障后进行实验,闭合开关K ,调节线夹P 的位置,记录金属丝Pb 的长度L 和对应的电流表的示数I ,根据得到的实验数据,作出的1I-L 图象如图丙所示,由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为__6×10-6__Ω·m。
(π取3,保留一位有效数字)(4)若电流表不能视为理想电表,考虑电流表的电阻,则电阻率的测量值__等于__真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。
[解析] (1)金属丝的直径为d =0.5mm +40.0×0.01mm=0.900mm 。
(2)两点间电压为零,说明这两点之外的电路出现了断路,两点间电压不为零,说明这两点间的电路出现了断路,由此可知c 、d 间断路。
(3)由闭合电路欧姆定律得E =I (R 0+ρLπd22),解得1I =4ρπd 2E L +R 0E ,则1I -L 图象的斜率k =4ρπd 2E ,由图象得k =1.6A -1-0.6A -11.0m =1.0A -1·m -1,故ρ=k πd 2E 4=1.0A -1·m-1-32×10V 4=6×10-6Ω·m。
(4)考虑电流表的内阻,有I =ER 0+R A +ρL πd22,可得1I =R 0+R A E +4ρπEd2L ,由此可知,电流表内阻对电阻率的测量值没有影响,即测量值等于真实值。