課件二輪復(fù)習(xí)測(cè)定金屬的電阻率與描繪小燈泡伏安特性曲線

1、高三物理寒假系統(tǒng)尖子班實(shí)驗(yàn)專題6課時(shí)安排45451510測(cè)定金屬的電阻率高三物理尖子班知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握測(cè)定金屬電阻率的； 正確使用螺旋測(cè)微器及讀數(shù)。知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)原理 2由電阻定律 = 、歐姆定律 =及1 =2有： =。用刻度尺44測(cè)出金屬絲長(zhǎng)度，螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲直徑，伏安法測(cè)出金屬絲的電流和兩端電壓，帶入公式計(jì)算電阻率。實(shí)驗(yàn)電路原理圖如右圖所示。VARXESR知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)器材 電流表、電壓表、直流電源、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器、米尺、金屬電阻絲、開關(guān)、導(dǎo)線。知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)步驟 (1) 用螺旋測(cè)微器測(cè)量三次金屬絲直徑取平均值，用刻度尺測(cè)多次金屬絲長(zhǎng)度取平均值。(2) 連接電路，置滑

2、動(dòng)變阻器阻值最大。(3) 閉合電鍵，改變滑動(dòng)變阻器滑片位置，鍵。計(jì)算金屬絲電阻，取平均值。幾組電壓與電流值。斷開電(4) 將各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入電阻率測(cè)量式，計(jì)算金屬絲電阻率。知識(shí)講解 數(shù)據(jù)處理 將多組長(zhǎng)度和直徑的測(cè)量結(jié)果取平均值。根據(jù)電流和電壓測(cè)量值計(jì)算金屬絲2電阻并取平均值，代入 = 計(jì)算電阻率。4知識(shí)講解 考點(diǎn)1：測(cè)量電路選擇 比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差來源電流表的分壓電壓表的分流測(cè)量結(jié)果RR ，偏大測(cè)xRR ，偏大測(cè)xRR ，偏小測(cè)x適用條件RxRA（測(cè)大電阻）RVRx（測(cè)小電阻）知識(shí)講解 考點(diǎn)3：計(jì)算法 知識(shí)講解 考點(diǎn)4：試觸法 知識(shí)講解(1)電路的比較比較項(xiàng)目限流式接法分壓

3、式接法電路電壓調(diào)節(jié)的范圍EE+00E電能損耗節(jié)能耗能電路連接簡(jiǎn)便復(fù)雜知識(shí)講解知識(shí)講解知識(shí)講解電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較與選擇 (2)電路的選擇：優(yōu)先選用限流式以下情況必須考慮分壓式：a.要求待測(cè)電路的、從0變化；b.滑， 即 ，宜采用電流表內(nèi)接法；通過多次測(cè)量求平均值或圖像法可提高實(shí)驗(yàn)的精確度典型例題(尖P54)在“ 測(cè)定金屬的電阻率” 實(shí)驗(yàn)中， 所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50(1) 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為（該值接近多次測(cè)量的平均值）例2典型例題(2) 用伏安法測(cè)金屬絲的電阻實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)為3，內(nèi)阻約

4、1)、電流表(內(nèi)阻約0.1)、電壓表(內(nèi)阻約3)、滑動(dòng)變阻器(020，額定電流2)、開關(guān)、導(dǎo)線若干 某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)例2驗(yàn)測(cè)量，數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567/0.100.300.701.001.501.702.30/0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520典型例題由以上數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量是采用圖2中的圖(選填“甲”或“乙”)例2VVAARxRxRSS乙R甲圖2(3) 圖3 是測(cè)量 的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片置于變阻器的一端請(qǐng)根據(jù)圖(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電

5、流表不至于被燒壞典型例題例2(4) 這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立 、 坐標(biāo)系，如圖4所示，圖中已標(biāo)出了測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)請(qǐng)?jiān)趫D4中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出圖線由圖線得到金屬絲的阻值 =(保留兩位有效數(shù)字)(5) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約(填選項(xiàng)前的符號(hào))U/V1 102 1 103 1 106 1 108 2.52.01.51.00.5I/A00.100.20 0.30 0.40 0.50圖40.60典型例題(6) 任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都誤差本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，例2下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是(有多個(gè)正確選項(xiàng)) A用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)

6、引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C若將電流表和電壓表內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D用 圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差典型例題(1) （0.3950.399）(2) 甲(3) 如答圖3(4) 如答圖3（4.34.7）(5) C(6) CDU/V2.52.01.51.00.5I/A00.10 0.200.30 0.40 0.50 0.60圖4(1) 固定刻度讀數(shù)為0，可動(dòng)刻度讀數(shù)為39.7，所測(cè)長(zhǎng)度為0+39.7 0.01 = 0.397. (0.3950.399)。(2)由數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻約5。則有50.1300

7、0= 50 ，= 600比較 為小電阻應(yīng)該采用=5外接法測(cè)量誤差小。典型例題由(3)知是用伏安特性曲線來測(cè)量電阻的，就要求電壓電流從接近0開始調(diào)節(jié)，所以應(yīng)該采用分壓接法（甲）。(4)注意時(shí)連線起點(diǎn)和終點(diǎn)在接線柱上并且不能交叉，結(jié)合(2)可知應(yīng)該連接成外接分壓接法（甲）那么在連線時(shí)斷開開關(guān)且使兩端的電壓為0。先連外接法（線1）再連分壓法（線2和3），此時(shí)滑片必須置于變阻器的左端。(4) 描繪出第2、4、6三個(gè)點(diǎn)后可見第6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)誤差太大舍去，然后作出 圖線。其中第4次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)1.00點(diǎn)在描繪出的 圖線上，有= 4.5 (4.34.7)。0.220典型例題4.53.140.3972

8、106(5) 根據(jù)電阻定律= 有 =0.54.5 106 ，估算出的金屬絲電阻率是C。(6) 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差；由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差。CD描繪小燈泡的伏安特性曲線高三物理尖子班知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律。知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)原理 金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而使得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化發(fā)生相應(yīng)變化。對(duì)一只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值可以相差幾倍到十幾倍，它的伏安特性曲線（ 圖線）并不是一條直線，即燈絲的電阻是非線性的。本實(shí)驗(yàn)通過描繪伏安特性曲線的來研究鎢絲燈泡在某

9、一電壓變化范圍內(nèi)，其阻值變化，從而了解它的導(dǎo)電特性。實(shí)驗(yàn)用燈泡燈絲電阻很小，通常采用電流表外接法。為繪制較大區(qū)間的伏安曲線，滑動(dòng)變阻器采用分壓法，如右圖11 1。圖11-1知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線。知識(shí)講解 實(shí)驗(yàn)步驟 (1) 按圖連接好電路，把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)臂調(diào)節(jié)到靠近端處。(2) 閉合電鍵，把滑動(dòng)臂調(diào)節(jié)到某個(gè)合適的位置，然后讀出此時(shí)表的示數(shù)和安培 表的示數(shù)，并把它們到表格中。(3) 把滑動(dòng)臂從端逐漸往端調(diào)節(jié)，重復(fù)步驟(2) ，讀出并的電壓值和電流值。(4) 斷開電鍵，拆除電路。將儀器放回原處。下數(shù)組不同知識(shí)講解 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪小燈

10、泡的伏安特性曲線（ 圖象或 圖象）。以為縱軸，為橫軸畫出直角坐標(biāo)系，選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，在坐標(biāo)平面內(nèi)依次描出數(shù)組數(shù)據(jù)所表示的點(diǎn)，然后用平滑曲線擬合這些點(diǎn)，繪制出小燈泡的伏安特性曲線。知識(shí)講解 注意事項(xiàng) (1) 因?yàn)樾‰娭椋葱襞荩┑碾娮栎^小（10左右）所以應(yīng)該選用安培表外接法。(2) 小燈泡的電阻會(huì)隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，所以 曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動(dòng)變阻器必須選用分壓接法。知識(shí)講解 誤差分析 上述實(shí)驗(yàn)中，因電壓表的分流作用使電流表測(cè)量值比流過小燈泡的真實(shí)電流略大。真實(shí)的電流表、電壓表均是有內(nèi)電阻的，在接入電路進(jìn)量時(shí)，已

11、經(jīng)改變了原測(cè)量電路（串入或并入了電阻），這是產(chǎn)生測(cè)量誤差的根本。典型例題 考點(diǎn)7：實(shí)物圖連線 典型例題描繪小燈泡的伏安特性曲線典型例題(提P53)某同學(xué)使用如下器材做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)：待測(cè)小燈泡（額定電壓12V，工作時(shí)電阻為100左右）；電源（電動(dòng)勢(shì)為14V）；電壓表（量程為15V，內(nèi)阻約為15k）； 電流表（量程為100mA，內(nèi)阻約為10）；滑動(dòng)變阻器（最大阻值為10）；單刀單擲開關(guān)；導(dǎo)線若干。例1在實(shí)驗(yàn)中，既要滿足實(shí)驗(yàn)要求，又要減小誤差，圖。用的實(shí)驗(yàn)電路ABCD典型例題例1 請(qǐng)根據(jù)所選的實(shí)驗(yàn)電路圖在實(shí)物圖上連線。 該同學(xué)描繪的小燈泡的伏安特性曲線，由圖可求得小燈泡的額定功

12、率為 =W。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字） 由小燈泡的伏安特性曲線可知：在較低電壓區(qū)域（02）內(nèi)，小燈泡的電阻幾乎不變；在較高電壓區(qū)域（710）內(nèi)，小燈泡的電阻隨電壓的增大而（填“增大”、“不變”或“減小”）。它們變化規(guī)律不同的是。典型例題(1) C2分3分3分2分見圖 1.151.19 增大小燈泡的電阻隨溫度升高而增大2分典型例題(提P54)例2某同學(xué)用圖2所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8，0.3”的小燈泡的燈絲電阻隨電壓變化圖象。除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇： 電流表：1（量程100，內(nèi)阻約2）；2（量程0.6，內(nèi)阻約0.3）；電壓表：1（量程5，內(nèi)阻約5）；2（量程15，內(nèi)阻約15）；滑

13、動(dòng)變阻器：1（阻值范圍0 10）；2（阻值范圍0 2）電源：1（電動(dòng)勢(shì)為1.5，內(nèi)阻約為0.2）；2（電動(dòng)勢(shì)為4，內(nèi)阻約為0.04）。典型例題例2為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中用電流表，電壓表 ，滑動(dòng)變阻器，電源。（填器材的符號(hào)）。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出 圖像，如圖3所示，由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為；當(dāng)所加電壓為3.00時(shí)，燈絲電阻為，燈泡實(shí)際消耗的電功率為。 根據(jù) 圖像，可確定小燈泡耗電功率與外加電壓的。符合該的示意圖是下列圖中的。典型例題 2112 1.5 A11.50.78典型例題（尖P57）例1【2013天津】要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“ 3 0.6 ”小燈泡的伏安特性曲線，燈

14、泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3，并便于操作。已選用的器材有：電池組（電動(dòng)勢(shì)為4.5，內(nèi)阻約1):電流表（量程為0250，內(nèi)阻約5); 電壓表（量程為03，內(nèi)限約3):電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干。 實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器下列中的（填字母代號(hào)）。A. 滑動(dòng)變阻器（最大阻值20, 額定電流1)B. 滑動(dòng)變阻器（最大阻值1750，額定電流0.3) 實(shí)驗(yàn)的電路圖用下列的圖（填字母代號(hào)）。典型例題例1實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線。如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5，內(nèi)阻為50的電源兩端，小燈泡消耗的功率是W。典型例題 A B 0.1 測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，小燈泡兩端的電壓應(yīng)從0開始，故所需要的電路為滑動(dòng)變

15、阻器分壓式，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值小而電流大的A. 電路圖應(yīng)為滑動(dòng)變阻器分壓式和電流表外接法，所以用B圖 作出測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的圖像，與伏安特性曲線交于一點(diǎn)，這點(diǎn)的電壓與電流的乘積即為小燈泡消耗的功率，0.10 1.0 0.1 .典型例題(尖P58)例2【2016天津】某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8，0.3”字樣小燈泡的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確，繪制曲線完整，可供該同學(xué)選用的器材除了開關(guān)，導(dǎo)線外，還有：電壓表1（量程03，內(nèi)阻等于3）電壓表 2（量程015，內(nèi)阻等于15） 電流表1 （量程0200，內(nèi)阻等于10） 電流表2 （量程03，內(nèi)阻等于0.1）滑動(dòng)變阻器1（010，額定電流2） 滑動(dòng)變阻器2（01，額定電流0.5） 定值電阻3 （阻值等于1）定值電阻4 （阻值等于10）定值電阻R5（阻值等于1 ） 電源E