高考物理總復習 第7章 恒定電流 實驗十 探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系課件1

1、實驗十探究導體電阻與其影響因素的實驗十探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系定量關(guān)系(學考學考)考綱解讀考綱解讀(1)探究導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材探究導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料之間的定量關(guān)系。料之間的定量關(guān)系。(2)掌握控制變量法在物理實驗中的應(yīng)用。掌握控制變量法在物理實驗中的應(yīng)用。(3)掌握螺旋測微器及游標卡尺的原理及讀數(shù)方法。掌握螺旋測微器及游標卡尺的原理及讀數(shù)方法。(4)掌握電流掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法。方法。(5)會用伏安法測電阻，并能測定金屬的電阻率。會用伏安法測電阻，

2、并能測定金屬的電阻率。一、螺旋測微器一、螺旋測微器1.構(gòu)造：構(gòu)造：如圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧如圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧a和固定刻度和固定刻度b固定在尺架固定在尺架c上，旋鈕上，旋鈕d、微調(diào)旋鈕、微調(diào)旋鈕d和可動刻度和可動刻度e、測微螺桿、測微螺桿f連在一起，通過精密螺紋套在連在一起，通過精密螺紋套在b上。上。2.原理：原理：測微螺桿測微螺桿f與固定刻度與固定刻度b之間的精密螺紋的螺距為之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕即旋鈕d每旋轉(zhuǎn)一周，每旋轉(zhuǎn)一周，f前進或后退前進或后退0.5 mm，而可動刻度，而可動刻度e上的上的刻度為刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，等份，每轉(zhuǎn)動一

3、小格，f前進或后退前進或后退0.01 mm。即螺旋。即螺旋測微器的精確度為測微器的精確度為0.01 mm。讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，。讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。因此，螺旋測微器又叫千分尺。3.讀數(shù)：讀數(shù)：測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。部分由可動刻度讀出。測量值測量值(mm)固定刻度數(shù)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)可動刻度數(shù)(估讀一位估讀一位)0.01(mm)。溫馨提示溫馨提示螺旋測微器需要估讀螺旋測微器需要估讀最后一位數(shù)

4、字為估計數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時估計位為有效數(shù)字的最最后一位數(shù)字為估計數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時估計位為有效數(shù)字的最后一位。后一位。例如例如如圖所示，固定刻度示數(shù)為如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米從可動刻，不足半毫米從可動刻度上讀的示數(shù)為度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。二、探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系二、探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系1.實驗器材實驗器材電源，開關(guān)，滑動變阻器，電壓表，刻度尺，四段不同的金電源，開關(guān)，滑動變阻器，電壓表，刻度尺，四段不同的金屬導體屬導體a、b、c、d(a、b、c為鎳鉻合金絲，為

5、鎳鉻合金絲，d為康銅絲；為康銅絲；a、b長度不同，橫截面積相同；長度不同，橫截面積相同；c橫截面積與橫截面積與a不同，長度相同；不同，長度相同；d的橫截面積與長度都與的橫截面積與長度都與a相同相同)。2.實驗步驟實驗步驟(1)測量各段金屬絲的橫截面積。測量各段金屬絲的橫截面積。(2)請按照如圖所示的電路圖連接好電路，并將滑動變阻器調(diào)請按照如圖所示的電路圖連接好電路，并將滑動變阻器調(diào)到阻值最大處。到阻值最大處。(3)測量金屬絲接入電路的有效長度。測量金屬絲接入電路的有效長度。(4)閉合開關(guān)，用電壓表分別測量閉合開關(guān)，用電壓表分別測量a、b、c、d四段金屬絲兩端的四段金屬絲兩端的電壓，從而知道它們

6、的電阻比。電壓，從而知道它們的電阻比。(5)比較比較a、b的電阻之比與它們的長度之比；比較的電阻之比與它們的長度之比；比較a、c的電阻之的電阻之比與它們的橫截面積之比；比較比與它們的橫截面積之比；比較a、d的電阻是否相等。的電阻是否相等。(6)改變滑動變阻器滑片的位置，獲得多組實驗數(shù)據(jù)。改變滑動變阻器滑片的位置，獲得多組實驗數(shù)據(jù)。(7)總結(jié)得出導體的電阻與它的長度、橫截面積、材料這三個因總結(jié)得出導體的電阻與它的長度、橫截面積、材料這三個因素的關(guān)系。素的關(guān)系。注意事項注意事項(1)通電時間不宜太長，電流要小。通電時間不宜太長，電流要小。(2)開關(guān)開關(guān)s閉合前，滑動變阻器的阻值要取最大值。閉合前，

7、滑動變阻器的阻值要取最大值。(3)注意電表的正、負接線柱接線是否正確，量程要適當。注意電表的正、負接線柱接線是否正確，量程要適當。(4)通過滑動變阻器調(diào)節(jié)，得到多組通過滑動變阻器調(diào)節(jié)，得到多組u、i值，分別計算值，分別計算r，再取，再取平均值，或依據(jù)這些數(shù)據(jù)做出平均值，或依據(jù)這些數(shù)據(jù)做出ui圖象，由圖象的斜率求得圖象，由圖象的斜率求得r的值。的值。(5)導線長度測量要注意測導線接入電路的有效長度。導線長度測量要注意測導線接入電路的有效長度。三、探究導體電阻與材料的關(guān)系三、探究導體電阻與材料的關(guān)系注意事項注意事項1.先測直徑，再連電路：先測直徑，再連電路：為了方便，測量直徑時應(yīng)在金屬絲連為了方便

8、，測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量。入電路之前測量。2.電流表外接法電流表外接法：本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電：本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。流表外接法。3.電流控制電流控制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導致電阻率在實驗過程中變大。溫度過高，導致電阻率在實驗過程中變大。誤差分析誤差分析1.完成下列讀數(shù)完成下列讀數(shù)a.mmb.mmc.mmd.mm?？键c一螺旋測微器、游標卡尺的讀數(shù)考點一螺旋測微器、游標卡尺的讀數(shù)答案答案a.0.482(0.4810.483)b.0.532(0.5310.533)c

9、.4.078(4.0764.078)d.5.666(5.6655.667)2.使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則甲、使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則甲、乙金屬絲的直徑分別為乙金屬絲的直徑分別為mm，mm。解析對圖甲：甲固定刻度示數(shù)為解析對圖甲：甲固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從，不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。對圖乙：乙金屬絲的直徑為。對圖乙：乙金屬絲的直徑為4.80.01 mm0.048 mm。答案答案2.1500.046(0.04

10、50.047)1.(多選多選)如圖所示為如圖所示為“探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”的的電路。電路。a、b、c、d是不同的金屬導體，是不同的金屬導體，b、c、d與與a相比，分別只相比，分別只有一個因素不同：有一個因素不同：b與與a長度不同，長度不同，c與與a橫截面積不同，橫截面積不同，d與與a材料材料不同，各導體兩端的理想電壓表的示數(shù)分別用不同，各導體兩端的理想電壓表的示數(shù)分別用ua、ub、uc、ud表示。下列說法正確的是表示。下列說法正確的是()考點二探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系考點二探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系a.開關(guān)閉合前，需移動滑片使滑

11、動變阻器的阻值最大開關(guān)閉合前，需移動滑片使滑動變阻器的阻值最大b.研究電阻與長度的關(guān)系時，需分別測量研究電阻與長度的關(guān)系時，需分別測量a、b兩條導體兩端兩條導體兩端的電壓值的電壓值c.如果如果uauc，說明導體，說明導體c的橫截面積大于導體的橫截面積大于導體a的橫截面積的橫截面積d.如果如果uaud，說明導體，說明導體d材料的電阻率大于導體材料的電阻率大于導體a材料的電材料的電阻率阻率答案答案abd2.“探究導體電阻與導體長度、橫截面積、材料的關(guān)系探究導體電阻與導體長度、橫截面積、材料的關(guān)系”的實的實驗電路如圖所示，驗電路如圖所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲。現(xiàn)有四是四種不同的金屬絲?，F(xiàn)

12、有四根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲，其規(guī)格如下表所示。根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲，其規(guī)格如下表所示。編號材料長度/m橫截面/mm2a鎳鉻合金0.80.8b鎳鉻合金0.50.5c鎳鉻合金0.30.5d鎳鉻合金0.31.0e康銅合金0.30.5f康銅合金0.80.8(1)電路中四種金屬絲應(yīng)分別選用上表中的電路中四種金屬絲應(yīng)分別選用上表中的(用編號表示用編號表示)。(3)在交流合作時，有位同學提出用如下圖所示的電路，只要將在交流合作時，有位同學提出用如下圖所示的電路，只要將圖中圖中p端分別和端分別和1、2、3、4相接，讀出電流，利用電流跟電阻成相接，讀出電流，利用電流跟電阻成反比的關(guān)系，也能探究出導

13、體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，反比的關(guān)系，也能探究出導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，請你對其作出評價。請你對其作出評價。解析解析(1)本實驗采用的是控制變量法，分別選用導體材料相同、本實驗采用的是控制變量法，分別選用導體材料相同、橫截面積相同時，導體的長度不同，橫截面積相同時，導體的長度不同，b、c符合要求；選用導體符合要求；選用導體材料相同、長度相同時，導體的橫截面積不同，材料相同、長度相同時，導體的橫截面積不同，c、d符合要求；符合要求；選用導體橫截面積相同、長度相同時，導體的材料不同，選用導體橫截面積相同、長度相同時，導體的材料不同，c、e符合要求。故選符合要求。故選b、c、d、e。(2

14、)不正確，因為它們的材料不完全相同不正確，因為它們的材料不完全相同(3)不能探究出。實驗不能探究出。實驗過程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓相等過程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓相等答案答案(1)bcde(2)見解析見解析(3)見解析見解析考點三伏安法測電阻考點三伏安法測電阻(或電阻率或電阻率)(3)儀器選擇的一般步驟：儀器選擇的一般步驟：首先選擇唯一性的器材；首先選擇唯一性的器材；粗畫電路圖粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表暫不接電流表和電壓表)；估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)

15、格，確定的偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材。實驗電路和實驗器材。1.某同學在一次某同學在一次“測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率”的實驗中，的實驗中，用米尺測出接入電路部分的金屬絲長度為用米尺測出接入電路部分的金屬絲長度為l0.720 m，用螺旋測微器測出金屬絲直徑，用螺旋測微器測出金屬絲直徑(刻度刻度位置如圖所示位置如圖所示)，用伏安法測出金屬絲的電阻，用伏安法測出金屬絲的電阻(阻值大約為阻值大約為5 )，然后計算出該金屬材料的電阻率。在用伏安，然后計算出該金屬材料的電阻率。在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測金屬絲外，還有如下實驗器材：法測定金屬絲的電阻

16、時，除被測金屬絲外，還有如下實驗器材：a.直流電源直流電源(輸出電壓為輸出電壓為3 v)b.電流表電流表 a(量程量程00.6 a，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.125 )c.電壓表電壓表 v(量程量程03 v，內(nèi)阻，內(nèi)阻3 k)d.滑動變阻器滑動變阻器(最大阻值最大阻值20 )e.開關(guān)、導線等開關(guān)、導線等(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為從圖中讀出金屬絲的直徑為mm。(2)根據(jù)所提供的器材，在虛線框中畫出實驗電路圖。根據(jù)所提供的器材，在虛線框中畫出實驗電路圖。(3)若根據(jù)伏安法測出金屬絲的阻值為若根據(jù)伏安法測出金屬絲的阻值為rx4.0 ，則這種金屬材料，則這種金屬材料的電阻率為的電阻率為m(保留兩位有效數(shù)字

17、保留兩位有效數(shù)字)。答案答案(1)0.600(2)如圖所示如圖所示(3)1.61062.在在“測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率”的實驗中，待測金屬絲的電阻的實驗中，待測金屬絲的電阻rx約為約為5 ，實驗室備有下列實驗器材：，實驗室備有下列實驗器材：a.電壓表電壓表 (量程量程03 v，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為15 k)b.電壓表電壓表 (量程量程015 v，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為75 k)c.電流表電流表 (量程量程03 a，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.2 )d.電流表電流表 (量程量程00.6 a，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為1 )e.變阻器變阻器r1(0100 ，0.6 a)f.變阻器變阻器r2(02 000 ，0.1 a)g.電池組電池組e(電動勢為電動勢為3 v，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.3 )h.開關(guān)開關(guān)s，導線若干，導線若干(1)為減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有為減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有(填代號填代號)。(2)為減小實