高考物理復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

試驗(yàn)七測定金屬電阻率1/55試驗(yàn)準(zhǔn)備★試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)(1)掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器使用方法以及電流表和電壓表讀數(shù)方法.(2)掌握螺旋測微器和游標(biāo)卡尺原理及讀數(shù)方法.(3)會(huì)用“伏安法”測電阻，深入測定金屬電阻率.2/55★試驗(yàn)原理

結(jié)合__________和__________，用____________測一段金屬絲長度l，用___________測導(dǎo)線直徑d，用________法

★試驗(yàn)器材

毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電流表和直流電壓表、滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～50Ω)、電池組、開關(guān)、被測金屬絲、導(dǎo)線若干.歐姆定律電阻定律毫米刻度尺螺旋測微器伏安πd2

4lR3/55試驗(yàn)過程★試驗(yàn)步驟螺旋測微器

(1)用___________在被測金屬導(dǎo)線上三個(gè)不一樣位置各測一次直徑，求出其平均值d. (2)依照電路圖如圖S7-1所表示用導(dǎo)線將器材連好，將滑動(dòng)變最大阻器阻值調(diào)至________(填“最大”或“最小”). 圖S7-14/55(3)用毫米刻度尺測量________中被測金屬導(dǎo)線長度，即有效長度，重復(fù)測量3次，求出其平均值l.

(4)電路經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)無誤后，閉合電鍵S，改變滑動(dòng)變阻器滑片位置，讀出幾組對應(yīng)電流值和電壓值，統(tǒng)計(jì)在表格內(nèi)；斷開電鍵S，求出被測金屬導(dǎo)線電阻R平均值. (5)拆去試驗(yàn)線路，整理好試驗(yàn)器材. ★數(shù)據(jù)分析算出金屬導(dǎo)線電阻率.接入電路5/55試驗(yàn)分析★誤差分析(1)金屬絲直徑、長度測量帶來誤差.(2)電流表及電壓表對電阻測量影響，因?yàn)殡娏鞅硗饨樱?3)通電電流過大、時(shí)間過長，致使電阻絲發(fā)燒，電阻率隨之改變帶來誤差.6/55【基礎(chǔ)檢測】

(年安徽卷)(1)在測定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑過程如圖S7-2所表示，校零時(shí)讀數(shù)為________mm，合金絲直徑為________mm.圖S7-27/55

(2)為了準(zhǔn)確測量合金絲電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖S7-3甲所示試驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中實(shí)物電路連接.甲乙圖S7-38/55答案：(1)0.0070.638(0.636～0.640mm均正確)(2)如圖D22所表示.圖D229/55》》》考點(diǎn)1游標(biāo)卡尺與螺旋測微器⊙重點(diǎn)歸納一、螺旋測微器

1.結(jié)構(gòu)：如圖S7-4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(dòng)刻度E、測微螺桿F連在一起，經(jīng)過精密螺紋套在B上.圖S7-410/55

2.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(dòng)刻度E上刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)誤差出現(xiàn)在毫米千分位上，所以，螺旋測微器又叫千分尺.3.讀數(shù)：測量時(shí)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(dòng)刻度讀出.測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm).11/55二、游標(biāo)卡尺

1.結(jié)構(gòu)：如圖S7-5所表示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘.圖S7-52.用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑.12/55刻度格數(shù)(分度)

刻度總長度每小格與1mm差值準(zhǔn)確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm3.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(gè)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(gè)、20個(gè)、50個(gè)，其讀數(shù)見下表：13/55

4.讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出整毫米數(shù)，y表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊游標(biāo)格數(shù)，則統(tǒng)計(jì)結(jié)果表示為(x＋y×準(zhǔn)確度)mm.14/55

⊙典例剖析 例1：(年海南卷)現(xiàn)有一合金制成圓柱體，為測量該合金電阻率，現(xiàn)用“伏安法”測圓柱體兩端之間電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體直徑，用游標(biāo)卡尺測量該圓柱體長度.螺旋測微器和游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖S7-6甲和乙所表示.甲乙圖S7-615/55

(1)由上圖讀得圓柱體直徑為______cm，長度為_____cm. (2)若流經(jīng)圓柱體電流為I，圓柱體兩端之間電壓為U，圓柱體直徑和長度分別為D、L，測得D、L、I、U表示電阻率關(guān)系式為ρ＝__________.

解析：(1)螺旋測微器讀數(shù)為1.5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm(1.842～1.846mm范圍內(nèi)均正確)；游標(biāo)卡尺讀數(shù)為42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm.(2)圓柱體橫

16/55

【考點(diǎn)練透】

1.(1)如圖S7-7所表示兩把游標(biāo)卡尺，它們游標(biāo)尺從左到右分別為9mm長10等分、19mm長20等分，它們讀數(shù)依次________mm，________mm.甲乙圖S7-717/55

(2)使用螺旋測微器測量兩個(gè)金屬絲直徑，示數(shù)如圖S7-8所表示，則甲、乙金屬絲直徑分別為_______mm，_______mm.甲乙圖S7-818/55

解析：(1)圖S7-7甲讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1mm＝0.7mm，最終結(jié)果是17mm＋0.7mm＝17.7mm.乙圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05mm＝0.85mm，最終結(jié)果是23mm＋0.85mm＝23.85mm.

(2)圖S7-8甲讀數(shù)：甲固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米從可動(dòng)刻度上讀示數(shù)為15.0，最終讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.圖乙讀數(shù)：乙金屬絲直徑為4.5×0.01mm＝0.045mm.答案：(1)17.723.85(2)2.1500.04519/55普通要求各電表實(shí)際讀數(shù)大于其量程，以減小讀數(shù)》》》考點(diǎn)2電阻率測量及實(shí)物連線⊙重點(diǎn)歸納1.儀器選擇基本思緒(1)優(yōu)先考慮安全原因各電表實(shí)際讀數(shù)不能超出其量程，電阻類元件中實(shí)際電流(或電壓)不能超出其允許最大電流(或電壓)(2)考慮讀數(shù)誤差原因誤差.20/55(3)儀器選擇普通步驟①首先選擇唯一性器材；②粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；

③估算回路中電流和電壓最大值，在電表指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超出其量程情況下，結(jié)合已知器材規(guī)格，確定試驗(yàn)電路和試驗(yàn)器材.21/552.注意事項(xiàng)(1)試驗(yàn)中假如被測金屬導(dǎo)線電阻值較小，試驗(yàn)電路必須用電流表外接法.(2)測金屬絲直徑一定要選多個(gè)不一樣部位進(jìn)行測量.(3)閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器滑片處于有效電阻值最大位置.

(4)在用“伏安法”測電阻時(shí)，經(jīng)過待測導(dǎo)線電流I不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線溫度明顯升高，造成其電阻率在試驗(yàn)過程中逐步增大.22/55次測量值，再取平均值；第二種方法是用圖象法(U-I圖線)來求出.若采取圖象法，在描點(diǎn)時(shí)，要盡可能使各點(diǎn)間距離拉大一些，連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)點(diǎn)能夠不予考慮.23/55

⊙典例剖析 例2：(年山東卷)試驗(yàn)室購置了一捆標(biāo)稱長度為100m銅導(dǎo)線，某同學(xué)想經(jīng)過試驗(yàn)測定其實(shí)際長度.該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用如圖S7-9甲所表示電路測出銅導(dǎo)線電阻Rx，從而確定導(dǎo)線實(shí)際長度.甲乙圖S7-924/55可供使用器材有：電流表：量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；電壓表：量程0～3V，內(nèi)阻約9kΩ；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5Ω；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω；定值電阻：R0＝3Ω；電源：電動(dòng)勢6V，內(nèi)阻可不計(jì)；開關(guān)、導(dǎo)線若干.回答以下問題：25/55(1)試驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________(填“a”或“b”)端.(2)在實(shí)物圖S7-10中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請依據(jù)圖S7-9甲電路完成剩下部分連接.圖S7-1026/55(3)調(diào)整滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所表示，讀數(shù)為________V.(4)導(dǎo)線實(shí)際長度為________m.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

解析：(1)由(3)中電流表讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表讀數(shù)為2.30V可知，Rx和R0總阻值約為4.60Ω，若選取滑動(dòng)變阻器R1，電源電壓為6V，電流表量程只有0.6A，會(huì)把電流表燒壞，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選R2.閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端保證連入電阻最大.27/55(2)如圖S7-11所表示.圖S7-11(3)因?yàn)殡妷罕砹砍虨?～3V，分度值為0.1V，故讀數(shù)為2.30V.28/55

答案：(1)R2

a(2)如圖S7-11所表示. (3)2.30(4)9429/55【考點(diǎn)練透】2.在“測定金屬電阻率”試驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn).待測金屬絲接入電路部分長度約為50cm.

(1)用螺旋測微器測量金屬絲直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖S7-12所表示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值靠近屢次測量平均值).圖S7-1230/55

(2)如圖S7-13所表示是此次測量Rx

所用電路圖，圖S7-14所表示是測量Rx

試驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器滑片P置于變阻器一端.請依據(jù)如圖所表示電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間連線，并使閉合開關(guān)瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞.圖S7-13圖S7-1431/55

(3)任何試驗(yàn)測量都存在誤差.本試驗(yàn)所用測量儀器均已校準(zhǔn).以下關(guān)于誤差說法中正確是_______(有多個(gè)正確選項(xiàng)). A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)，因?yàn)樽x數(shù)引發(fā)誤差屬于系統(tǒng)誤差B.因?yàn)殡娏鞅砗碗妷罕韮?nèi)阻引發(fā)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)，能夠消除由測量儀表引發(fā)系統(tǒng)誤差D.用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻能夠減小偶然誤差32/55答案：(1)0.397(0.395～0.399均正確)(2)如圖D23所表示.圖D23(3)CD33/55接法內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓，U測＝Ux＋UA電壓表分流，I測＝Ix＋I(xiàn)V

電阻測量值

R測＝Rx＋RA＞Rx測量值大于真實(shí)值測量值小于真實(shí)值適用條件RA?Rx，Rx為大電阻；

RV?Rx，Rx為小電阻；

》》》方法1內(nèi)接法、外接法1.伏安法測電阻兩種電路形式比較34/55項(xiàng)目內(nèi)接法外接法電路選擇計(jì)算法試觸法若不知Rx大約阻值，可采取“試觸法”，將電路如圖所表示連接，空出電壓表一個(gè)接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下，若電流表“相對改變”明顯，說明電壓表分流作用較強(qiáng)，應(yīng)采取電流表內(nèi)接法，若電壓表“相對改變”顯著，說明電流表分壓作用較強(qiáng)，應(yīng)采取電流表外接法.2.電流表內(nèi)接法、外接法確實(shí)定方法35/55例3：某學(xué)習(xí)小組用“伏安法”測量一未知電阻R阻值，給定器材及規(guī)格為：電流表(量程0～5mA，內(nèi)阻約為10Ω)；電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)；最大阻值約為100Ω滑動(dòng)變阻器；電源E(電動(dòng)勢約為3V)；開關(guān)S、導(dǎo)線若干.

(1)因?yàn)椴恢牢粗娮枳柚捣秶?，先采取如圖S7-15甲所表示電路試測，讀得電壓表示數(shù)大約為2.5V，電流表示數(shù)大約為5mA，則未知電阻阻值Rx大約為________Ω.36/55

(2)經(jīng)分析，該電路測量誤差較大，需作改進(jìn).請直接在原圖甲上改畫：①在不需要連線上畫“×”表示，②補(bǔ)畫上需要添加連線. (3)對改進(jìn)電路進(jìn)行測量，并依據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出了如圖乙所表示U-I圖象，得Rx＝________Ω.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)甲乙圖S7-1537/55

審題突破：依據(jù)(1)計(jì)算出來未知電阻大約阻值判斷是內(nèi)接還是外接，然后改電路；(3)中圖象坐標(biāo)標(biāo)度都不是從0開始，但依據(jù)電阻特征，電壓為0時(shí)，電流一定為0，故一定過原點(diǎn)，圖象應(yīng)該是過原點(diǎn)一傾斜直線，可用斜率求出其阻值.38/55＝600Ω.

阻時(shí)應(yīng)采取安培表內(nèi)接法測電阻.

圖S7-16 (3)U-I圖象斜率k等于所測未知電阻阻值Rx，所以Rx＝k＝ΔU

ΔI答案：(1)500(2)如圖S7-16所表示.(3)60039/55

題外拓展：該題給出滑動(dòng)變阻器最大阻值為100Ω，依據(jù)(1)問計(jì)算出來未知電阻阻值大約500Ω，故控制電路用分壓接法，所以不用改變滑動(dòng)變阻器接法.若題中滑動(dòng)變阻器最大阻值從100Ω改為1500Ω，則滑動(dòng)變阻器需用限流接法，解答(2)問時(shí)，應(yīng)該還要改變滑動(dòng)變阻器連線.40/55【觸類旁通】1.(年新課標(biāo)全國卷Ⅱ)在“伏安法測電阻”試驗(yàn)中，待測電阻Rx約為200Ω，電壓表內(nèi)阻約為2kΩ，電流表內(nèi)阻約為10Ω，測量電路中電流表連接方式如圖S7-17甲

壓表和電流表示數(shù).若將圖甲和圖乙中電路測得電阻值分真實(shí)值.41/55甲乙圖S7-17答案：大于小于42/55》》》方法2電阻測量五種方法1.伏安法特點(diǎn)：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻時(shí)應(yīng)用內(nèi)接法測量)43/55

2.安安法 若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來使用. (1)如圖S7-18甲所表示，當(dāng)兩電表所能測得最大電壓靠近時(shí)，假如已知內(nèi)阻R1，則可測得內(nèi)阻R2＝I1R1

I2.(2)如圖乙所表示，當(dāng)兩電表滿偏電壓UA2?UA1時(shí)，串聯(lián)一定值電阻R0

后，一樣可測得內(nèi)阻R2＝I1(R1＋R0)

.

I2甲乙圖S7-1844/55內(nèi)阻

3.伏伏法 若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來使用. (1)如圖S7-19甲所表示，兩電表滿偏電流靠近時(shí)，若已知內(nèi)阻R1，則可測出內(nèi)阻R2＝U2U1R1.(2)如圖乙所表示，兩電表滿偏電流IV1?IV2時(shí)，并聯(lián)一定值電阻R0

后，一樣可得 甲

乙圖S7-1945/55讀數(shù)為；4.半偏法電路圖如圖S7-20所表示 圖S7-20滿偏為I0；步驟：(1)斷開S2，閉合S1，調(diào)整R0，使(2)保持R0不變，閉合S2，調(diào)整R，使(3)由上可得RA＝R.46/555.等效替換法

如圖S7-21所表示，先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動(dòng)勢恒定電源上，讀出電流表示數(shù)I；然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)整電阻箱阻值，使電流表讀數(shù)仍為I，則電阻箱讀數(shù)即等于待測電阻阻值.圖S7-2147/55

例4：(2014年四川卷)如圖S7-22所表示是測量阻值約幾十歐未知電阻Rx原理圖，圖中R0是保護(hù)電阻(10Ω)，R1是電阻箱(0～99.9Ω)，R是滑動(dòng)變阻器，和是電流表，E是電源(電動(dòng)勢10V，內(nèi)阻很小).在確保安全和滿足要求情況下，使測量范圍盡可能大.試驗(yàn)詳細(xì)步驟以下： 圖S7-2248/55①連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到最大；②閉合S，從最大值開始調(diào)整電阻箱R1，先調(diào)R1為適當(dāng)值，再調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，使示數(shù)為I1＝0.15A，記下此時(shí)電阻箱阻值R1

和示數(shù)I2；③重復(fù)步驟②，再測量6組R1

和I2

值；④將試驗(yàn)測得7組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn).依據(jù)試驗(yàn)回答以下問題：(1)現(xiàn)有四只供選取電流表：A.電流表(0～3m