高考物理復(fù)習(xí)自主學(xué)習(xí)+考點突破+隨堂驗收實驗六測定金屬的電阻率市賽課公開課一等獎省名師獲獎PP

第八章恒定電流試驗六：測定金屬電阻率01/702/701．會使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器．2.學(xué)會邏輯推理探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積關(guān)系．3.知道測定金屬絲電阻率步驟和誤差分析．4.知道測電阻普通方法及誤差分析．3/70【試驗?zāi)繕?biāo)】1.掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺原理及讀數(shù)方法．2.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器使用方法及電流表和電壓表讀數(shù)方法．3.會用伏安法測電阻，并深入探究決定導(dǎo)線電阻原因．4/70【試驗原理】1.螺旋測微器結(jié)構(gòu)原理及讀數(shù)(1)螺旋測微器結(jié)構(gòu)．如圖所表示是慣用螺旋測微器．它測砧A和固定刻度B固定在尺架C上．旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，經(jīng)過精密螺紋套在B上．5/70(2)螺旋測微器原理．測微螺桿F與固定刻度B之間精密螺紋螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度E上刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm.即螺旋測微器準(zhǔn)確度為0.01mm.讀數(shù)時估讀到毫米千分位上，所以，螺旋測微器又叫千分尺．6/70(3)讀數(shù)．測量時被測物體長度整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出．測量值(mm)＝____________(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋____________(估讀一位)×0.01(mm)．固定刻度數(shù)可動刻度數(shù)7/702.游標(biāo)卡尺(1)結(jié)構(gòu)：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘(如圖所表示)．

8/70(2)用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑．(3)原理：利用主尺最小分度與游標(biāo)尺最小分度差值制成．不論游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它刻度部分總長度比主尺上一樣多小等分刻度少1mm.常見游標(biāo)卡尺游標(biāo)尺上小等分刻度有10個、20個、50個，其讀數(shù)見下表：9/7010/703.伏安法測電阻(1)電流表內(nèi)接法和外接法比較.11/7012/7013/70③試驗試探法：按圖接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，假如電壓表示數(shù)有較大改變，而電流表示數(shù)改變不大，則可采取電流表外接法；假如電流表示數(shù)有較大改變，而電壓表示數(shù)改變不大，則可采取電流表內(nèi)接法．14/704.滑動變阻器限流式接法和分壓式接法(1)兩種接法比較.15/70由上表能夠看出：滑動變阻器分壓式接法中，電壓和電流調(diào)整范圍大，限流式接法較節(jié)能．16/70(2)兩種接法選擇．(Ⅰ)選擇不一樣接法標(biāo)準(zhǔn)17/70(Ⅱ)兩種接法適用條件．①限流式接法適合測量阻值小電阻(跟滑動變阻器總電阻相比相差不多或比滑動變阻器總電阻還小)．②分壓式接法適合測量阻值較大電阻(普通比滑動變阻器總電阻要大)．③假如R很小，限流式接法中滑動變阻器分得電壓較大，調(diào)整范圍也比較大．R很大時，分壓式接法中R幾乎不影響電壓分配，滑片移動時，電壓改變靠近線性關(guān)系，便于調(diào)整．18/70a.若采取限流式接法不能控制電流滿足試驗要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時，待測電阻上電流(或電壓)仍超出電流表(或電壓表)量程，或超出待測電阻額定電流(或電壓)，則必須選取分壓式接法．b.若待測電阻阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上電流或電壓改變不顯著，此時，應(yīng)改用分壓式接法．c.若試驗中要求電壓從零開始調(diào)整，則必須采取分壓式接法．d.兩種電路均可使用情況下，應(yīng)優(yōu)先采取限流式接法，因為限流式接法電路簡單、耗能低．19/70電壓表電流表

毫米刻度尺螺旋測微器20/70【試驗器材】①金屬絲②____________③電流表④電壓表⑤直流電源⑥____________⑦開關(guān)一個⑧導(dǎo)線若干⑨刻度尺．【試驗步驟】1.用螺旋測微器在被測金屬絲上三個不一樣位置各測一次直徑，求出其平均值d，計算出金屬絲橫截面積S＝________.2.將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直，用毫米刻度尺測量接入電路中被測金屬絲有效長度，重復(fù)測量3次，求出其平均值l.螺旋測微器滑動變阻器

21/703.按如圖所表示原理電路圖連接好用伏安法測電阻試驗電路，把滑動變阻器滑片調(diào)整到使接入電路中電阻值________位置．4.電路經(jīng)檢驗確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑片位置，讀出幾組對應(yīng)電流表、電壓表示數(shù)I和U值，斷開開關(guān)S，求出金屬絲電阻Rx平均值．最大

22/7023/70【注意事項】1.本試驗中被測金屬絲電阻值較小，所以試驗電路普通采取電流表外接法．2.試驗連線時，應(yīng)先從電源正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲兩端．24/703.測量被測金屬絲有效長度，是指測量待測金屬絲接入電路兩個端點之間長度，亦即電壓表兩端點間待測金屬絲長度，測量時應(yīng)將金屬絲拉直，重復(fù)測量三次，求其平均值．4.測金屬絲直徑一定要選三個不一樣部位進(jìn)行測量，求其平均值．5.閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器滑片處于有效電阻值最大位置．25/706.在用伏安法測電阻時，經(jīng)過待測金屬絲電流大小I不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度顯著升高，造成其電阻率在試驗過程中逐步增大．26/7027/7028/701.游標(biāo)卡尺(1)不論是10分度游標(biāo)卡尺，還是20分度、50分度游標(biāo)卡尺，在讀數(shù)時均不需要向后估讀一位．(2)讀數(shù)時要使視線與尺垂直，防止產(chǎn)生視差．(3)使用卡尺時應(yīng)預(yù)防撞擊，切不可用游標(biāo)卡尺量度毛坯，以免損傷測量爪．(4)測量爪必須緊靠工件，用緊固螺釘把游標(biāo)尺固定后再讀數(shù)．游標(biāo)卡尺、螺旋測微器讀數(shù)29/702.螺旋測微器(1)讀數(shù)時，要注意固定刻度上表示半毫米刻度線是否已經(jīng)露出．(2)讀數(shù)時要準(zhǔn)確到0.01mm，估讀到0.001mm，即測量結(jié)果若用mm為單位，則小數(shù)點后面必須保留三位．如在測量中發(fā)覺可動刻度中某刻度線恰好與固定刻度水平線對齊，則最終一位讀數(shù)要補(bǔ)上一個零.30/70典題演示1某同學(xué)要測量一個由新材料制成均勻圓柱體電阻率ρ.步驟以下：(1)用20分度游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲所表示，可知其長度為________mm.(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所表示，可知其直徑為________mm.甲

乙

50.204.69831/70【解析】(1)游標(biāo)卡尺固定刻度數(shù)為50.0mm，可動刻度數(shù)為第4個刻線，讀數(shù)為0.20mm，所以圓柱體長度為50.0mm＋0.20mm＝50.20mm.(2)從螺旋測微器主尺上能夠看出，半毫米刻線已經(jīng)露出來，所以主尺上應(yīng)讀4.5mm，可動刻度為第19.8個刻線，讀數(shù)為0.198mm，所以該圓柱體直徑應(yīng)為4.5mm＋0.198mm＝4.698mm.32/70典題演示2(原創(chuàng))某同學(xué)現(xiàn)要測量一段導(dǎo)線電阻，當(dāng)他用多用電表粗測該導(dǎo)線電阻時，發(fā)覺其電阻較?。疄榱溯^準(zhǔn)確地測量該導(dǎo)線電阻，他設(shè)計了如圖甲所表示電路原理圖．其中定值電阻阻值為R0＝5.0Ω；其余可供器材以下：①電流表(量程：0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)②電壓表(量程：0～3V，內(nèi)阻約9kΩ)③滑動變阻器R(阻值：0～20Ω)④電源：電動勢3.0V，內(nèi)阻可不計⑤開關(guān)、導(dǎo)線若干定值電阻阻值測量甲

33/70試分析以下問題：(1)在本試驗中在閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑動變阻器滑片移至________端(填“a”或“b”)．(2)在圖乙所表示實物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請依據(jù)試驗原理圖將圖乙所表示實物圖連接好．a(chǎn)

乙

34/70(3)在某次試驗中電壓表示數(shù)如圖丙所表示，讀數(shù)為_______________________V.

2.30(2.29、2.31均正確)

丙

35/70(4)試驗中將屢次測量出來數(shù)據(jù)已經(jīng)描入了如圖丁所表示UI坐標(biāo)中，請依據(jù)所描點作出U-I圖象．(5)依據(jù)以上分析求得該導(dǎo)線電阻為R＝______Ω(保留兩位有效數(shù)字)．1.1

丁

36/7037/70圖1

圖2

38/70典題演示3(原創(chuàng))某同學(xué)現(xiàn)要測定某種金屬絲電阻率，所用試驗器材以下所表示：①電流表A(量程：0～200mA，內(nèi)阻為12Ω)②待測金屬絲③定值電阻R0

④電源(E＝3.0V)，開關(guān)一個、導(dǎo)線若干金屬電阻率測定39/70(1)該同學(xué)發(fā)覺電流表量程比較小，于是他設(shè)置了如圖1所表示電路原理圖．假如試驗時要求流過圖1中定值電阻R0電流是電流表A流過電流兩倍，則圖1中定值電阻阻值R0＝________Ω.6圖1

40/70圖2

(2)請依據(jù)圖1連接好實物圖圖2.41/70(3)其試驗步驟以下：①用螺旋測微器測出金屬絲直徑D，測量結(jié)果如圖3所表示．②按原理圖安裝好電路圖，將電阻箱R阻值調(diào)到最大值，閉合開關(guān)S.圖3

42/70③適當(dāng)調(diào)整滑片C，直到電流表有較顯著示數(shù)，然后分別記下電流表讀數(shù)I和接入試驗電路中金屬絲長度L.④屢次調(diào)整滑片C從而改變接入試驗電路中金屬絲長度L，并記下每次試驗中電流表示數(shù)I和電接入試驗電路中金屬絲長度L.43/70圖5

44/70(4)某次試驗中電流表讀數(shù)如圖4所表示，則此次試驗中電流表讀數(shù)I＝________mA；步驟①中測得金屬絲直徑D＝________mm.(5)依據(jù)所作圖象求得該金屬絲電阻率為____________Ω·m.1100.6122.687×10－6

圖4

45/70(4)電流表讀數(shù)I＝110mA，金屬絲直徑為D＝0.612mm.

46/7047/7048/70典題演示4(·重慶卷)同學(xué)們測量某電阻絲電阻Rx，所用電流表內(nèi)阻與Rx相當(dāng)，電壓表可視為理想電壓表．(1)若使用圖甲所表示電路圖進(jìn)行試驗，要使得Rx測量值更靠近真實值，電壓表a端應(yīng)連接到電路________(填“b”或“c”)點．試驗拓展與創(chuàng)新甲c

49/70(2)測得電阻絲U-I圖如圖乙所表示，則為_____________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)乙

4.1(4.0～4.2)50/70(3)試驗中，隨電壓深入增加，電阻絲逐步進(jìn)入熾熱狀態(tài)．某同學(xué)發(fā)覺對熾熱電阻絲吹氣，其阻值會改變．他們對此現(xiàn)象進(jìn)行探究，在控制電阻絲兩端電壓為10V條件下，得到電阻絲電阻Rx隨風(fēng)速v(用風(fēng)速計測)改變關(guān)系如圖丙所表示．由圖可知當(dāng)風(fēng)速增加時，Rx會__________(填“增大”或“減小”)．在風(fēng)速增加過程中，為保持電阻絲兩端電壓為10V，需要將滑動變阻器RW滑片向________(填“M”或“N”)端調(diào)整．減小M

丙

51/70(4)為了經(jīng)過電壓表示數(shù)來顯示風(fēng)速，同學(xué)們設(shè)計了如圖丁所表示電路．其中R為兩只阻值相同電阻，Rx為兩根相同電阻絲，一根置于氣流中，另一根不受氣流影響，V為待接入理想電壓表．假如要求在測量中，風(fēng)速從零開始增加，電壓表示數(shù)也從零開始增加，則電壓表“＋”端和“—”端應(yīng)分別連接到電路中________點和________點．(在“a”“b”“c”“d”中選填)b

d

丁52/7053/7054/7055/701.(·南通一模)小明用如圖甲所表示電路測量電阻Rx阻值(約幾百歐)，R是滑動變阻器，Ra是電阻箱，S2是單刀雙擲開關(guān)，部分器材規(guī)格圖乙中已標(biāo)出．(1)依據(jù)圖甲試驗電路，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖連接完整．甲

乙

56/70(2)正確連接電路后，斷開S1，S2接1.調(diào)整好多用電表，將兩表筆接觸Rx兩端接線柱，粗測其阻值，此過程中存在問題是____________________________，正確操作后，粗測出Rx阻值為R0.(3)小明經(jīng)過以下步驟，較準(zhǔn)確測出Rx阻值．①將滑動變阻器滑片P調(diào)至圖甲中________(填“A”或“B”)端．閉合S1，將S2撥至“1”，調(diào)整變阻器滑片P至某一位置，使電壓表示數(shù)滿偏．待測電阻未與其它元件斷開A

57/70②調(diào)整電阻箱Ra，使其阻值________(填“大于R0”或“小于R0”)．③將S2撥至“2”，保持變阻器滑片P位置不變，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表再次滿偏，此時電阻箱示數(shù)為R1，則Rx＝________.(4)試驗中，滑動變阻器有兩種規(guī)格可供選擇，分別是：R2(0～10Ω)，R3(0～500Ω)．為了減小試驗誤差，滑動變阻器應(yīng)選________(填“R2”或“R3”)．小于R0

R1

R358/70【解析】(1)實物圖連線時不能交叉，如圖所表示．

59/70(2)待測電阻沒有與其它元件斷開，則多用電表測是待測電阻和與之并聯(lián)電路總阻值．(3)①閉合開關(guān)前，待測電阻兩端電壓要從零開始調(diào)整，故滑片應(yīng)調(diào)至A端．②

Ra小于R0，接入后電壓表讀數(shù)達(dá)不到滿偏，再進(jìn)行調(diào)整；若大于R0，則并聯(lián)部分兩端電壓超出電壓表量程．③利用等效替換得到Rx＝R1.(4)選R3有利于提升精度．

60/702.(·蘇北四市一模)要測量某種合金電阻率．(1)若合金絲長度為L，直徑為D，阻值為R，則其電阻率ρ＝________.用螺旋測微器測合金絲直徑如圖甲所表示，讀數(shù)為________mm.(2)圖乙是測量合金絲阻值原理圖，S2是單刀雙擲開關(guān)．依據(jù)原理圖在圖丙中將實物連線補(bǔ)充完整．甲

乙

0.650

61/70丙

62/70(3)閉合S1，當(dāng)S2處于位置a時，電壓表和電流表示數(shù)分別為U1＝1.35V，I1