金版新学案安徽省高三物理一轮恒定电流第三讲PPT教案

t ＝ 60
℃
＋
10 44.7－41.4
×(44.7
－
43.5)
℃＝
64.0 ℃.
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答案： (1)连线如图所示
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(2)RL－t关系曲线如图所示
(3)115 mA 5.00 V 43.5 Ω 64.0 ℃(62～66 ℃)
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练规范、练技能、练速度
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1．为了方便，测量直径时应在 金属丝连入电路之前测量； 2．本实验中被测金属丝的阻值 较小，故采用电流表外接法； 3．电流不宜过大，通电时间不 宜过长，以免金属丝温度过高， 导致电阻率在实验过程中变大．
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1．测量误差：测量金属丝的直径、 长度以及电流、电压时出现读数误 差．
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(4)据 R＝ρSl ，l＝0.800 cm＝8×10－3 m 直径 d＝0.194 cm＝1.94×10－3 m 则 S＝π4d2 代入 ρ＝π4dL2R得 ρ＝8.46×10－2 Ω·m.
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答案： (1)电路图见解析图 (2)①作 U－I 直线，舍去左起第 2 点，其余 5 个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧．② 求该直线斜率 k，则 R＝k. 229 Ω(221～237 Ω 均为正确) (3)0.800 cm 0.194 cm (4)8.46×10－2 Ω·m
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二、整理器材、数据处理 5．拆除电路，整理好实验器材． 6．在求 Rx 的平均值时可用两种方法 (1)用 Rx＝UI 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． 7．计算电阻率：将记录的数据 Rx、l、d 的值 代入电阻率计算式 ρ＝RxSl ＝π4dl2IU.
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(1)画出测量R的电路图．
(2)如右图所示中的6个点表示实验中测得的6组电流 I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤： _________________.求出的电阻值R＝ ____________.(保留三位有效数字) (3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为 50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如甲、 乙图所示．由图可知其长度为____________，直径 为____________．
阻用电流表内 阻用电流表外
接法测量，测 接法测量，测
量值偏大)
量值偏小)
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(2)伏安法测电阻的电路选择 ①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压 表、电流表的内阻进行比较，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)他们使用螺旋测微器测量金属丝 的直径，示数如右图所示．金属丝 的直径是________． 上图乙中图线的斜率、电源电动势 和金属丝横截面积的乘积代表的物 理量是__________．其数值和单位 为________(保留三位有效数字)．
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解析： 求斜率用两点法，即在图线上取两个点求 解．设外电路电阻箱和电流表的总电阻为 R，由闭 合电路欧姆定律得 I＝R＋EρSl ，变形得到：1I＝RE＋EρS L，由此可知图线纵轴截距与电源电动势的乘积代 表了金属丝电阻为零时的全电路(即电阻箱和电流 表)电阻之和，图线的斜率、电源电动势和金属丝横 截面积的乘积代表的物理量是电阻率，代入数据计 算即可．
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完善实验步骤及实物连 线
某实验小组利用实验室提供的器材 探究一种金属丝的电阻率．所用的 器材包括：输出为3 V的直流稳压 电源、电流表、待测金属丝、螺旋 测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、 开关和导线等． (1)他们截取了第一20页段/共37金页 属丝，拉直 后固定在绝缘的米尺上，并在金属
2．由于采用电流表外接法，电压 表的分流，造成电阻测量值偏小 (若误用内接法，则电流表分压影 响更大)．
3．通电电流太大，或时间太长， 致使电阻丝发第热12页．/共37电页 阻率随之变 化．
问题
实验原理及电路选择
用伏安法测量电阻阻值R，并求 出电阻率ρ.
给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电 流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻 器、电源、开关、待测电阻(约为 250 Ω)及导线若干．
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答案： (1)如图 (2)改变金属丝上金属夹的位 置 (3)10.5～10.6 金属丝接入长 度为零时全电路(或电阻箱和 电流表) (4)0.198～0.202 mm 金属丝 的电阻率 9.69×10－7～1.02×10－6 Ω·m
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拓展创新实验
(2010·新课标全国卷)用对温度敏感的半导体材 料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内， 其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将RT 和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1虚线框内 所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值 随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具 有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采 用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电 路如图1所示，图中的电压表内阻很大．RL的 测量结果如表1所示．
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误差 原因
电阻 测量 值
电流表分压 U 测＝Ux＋UA
R 测＝UI测测 ＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真 实值
电压表分流 I 测＝Ix＋IV
R 测＝UI测测 ＝Rx＋RVRVRx＜Rx 测量值小于真实值
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适用条件 口诀
RA≪Rx
RV≫Rx
大内偏大(大电 小外偏小(小电
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图1
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表1
温度t(℃) 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0
RL阻值 (Ω)
54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7
问题： (1)根据图1所示的电路，在图2所 示的实物图上连线．
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图2
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(4)由以上数据可求出ρ＝________.(保留三位有 效数字)
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解析： (1)RV≈50 kΩ，RA≈40 Ω，待测电阻 R≈250 Ω，满足RRV≫RRA，即可忽略电压表的分 流影响，将电流表采用外接法．因滑动变阻器 规格未知，在满足实验条件前提下，可采用限 流或分压式接法．测量 R 的电路图如下图甲、 乙所示．
金版新学案安徽省高三物理一轮恒定电 流第三讲
1．欧姆定律和电阻定律，用毫米刻度尺测一 段金属丝的长度 l，用螺旋测微器测导线的直 径 d，用伏安法测导线的电阻 R，由 R＝ρSl ， 所以金属丝的电阻率 ρ＝π4dl2R.
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2．伏安法测电阻 (1)电流表、电压表的应用
电流表内接法 电流表外接法 电路图
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(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸 上作RL－t关系图线．
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(3)在某一温度下，电路中的电流表、 电压表的示数如图3、4所示．电流表 的读数为________，电压表的读数为 ________．此时等效电阻RL的阻值为 __________；热敏电阻所处环境的温 度约为________．
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③实验试探法：按右图所示接好 电路，让电压表接线柱P先后与a、 b处接触一下，如果电压表的示 数有较大的变化，而电流表的示 数变化不大，则可采用电流表外 接法；如果电流表的示数有较大 的变化，而电压表的示数变化不 大，则可采用电流表内接法．
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被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度 尺、电压表、电流表、直流电源、开 关、滑动变阻器、导线若干．
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解析： (3)读出电压 U＝5.00 V，I＝115 mA.RL
＝UI ＝43.5 Ω，再由 RL－t 关系曲线找出 RL＝
43.5 Ω 对应的温度 t＝64.0 ℃左右，也可由表 1
中数据来求出，具体方法是：由图象我们可以
看出 RL 随温度均匀变化，当 RL＝43.5 Ω 时温度
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(2)实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻 值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹 的位置；
③断开开关，________合上开关， 重复②的操作．
(3)该小组测得电流与金属丝接入长 度关系的数据，并据此绘出了图乙 的关系图线，其第22斜页/共率37页为________A －1·m－1(保留三位有效数字)；图 线纵轴截距与电源电动势的乘积代
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一、实验步骤 1．用螺旋测微器在被测金属导线上三 个不同的位置各测一次直径，求出其 平均值d. 2．按右图所示电路图连接好用伏安法 测电阻的实验电路．
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3．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，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，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，填入记录表格 内．断开开关S.
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