高考轮复习测金属丝的电阻率.doc

第八讲 实验:测金属丝的电阻率考点1：实验仪器的读数1、螺旋测微器的读数测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)温馨提示：螺旋测微器需要估读2、游标卡尺的读数测量值(mm)主尺上读出的整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻线对齐的游标的格数精确度（mm），注意： (1)主尺零刻度到游标尺的零刻度(2)看清精确度(3)不需估读(4)最后的零不能随意加减 3、电压表和电流表的读数 (1)十分估读：03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位(2)五分估读：对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3) 二分估读：对于0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.4、电阻箱的读数考点2：测金属丝的电阻率【实验原理】 用毫米刻度尺测一段金属导线的长度l，用螺旋测微器测量导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律R=S/l，金属的电阻率.【注意事项】1测金属直径时，应用螺旋测微器在导线的三个不同的位置上各测量一次，求出其平均值.2导线的长度是指接入电路的导线的有效长度（而不是金属丝的总长度），并且测量三次，求出其平均值.3用伏安法测电阻时，应测出几组电流、电压值，求出电阻的平均值.4测电阻时电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免电阻丝因发热升温导致电阻率增大，影响测量的准确性.5求R的平均值可以用两种方法：第一种是用R=U/I算出各次的测量值再取平均值；第二种是用图像UI（图线）的斜率求出。【误差分析】直径的测量；长度的测量；通电电流大小，时间长短，致使电阻丝发热，电阻率随之变化；由于本实验采用电流表外接法，电压表分流对电阻测量的影响所以R测R真，由=RS/l，所以测真【例1】（2012北京高考卷）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为_mm（该值接近多次测量的平均值） （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1)、电流表(内阻约0.1)、电压表(内阻约3k)、滑动变阻器R(020，额定电流2A)、开关、导线若干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_图(选填“甲”或“乙”) （3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏0 I/A 图4U/V 0.5 1.5 2.5 2.0 1.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值Rx=_(保留两位有效数字)（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_(填选项前的符号) A110-2m B110-3mC110-6m D110-8m（6）任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项)A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差考点3：测电阻的其它非常规方法1.伏安法变式 2.比值法 3.替代法 4计算法5.消除内阻法：6.电桥平衡法：【例2】(2010海淀模拟)现在要测量一只额定电压为U3 V的小灯泡L的额定功率P(约为0.3 W)实验室备有如下器材：电流表A1 (量程200 mA，内阻r110 )电流表A2 (量程300 mA，内阻约为几欧姆)定值电阻R(10 )滑动变阻器R1(0100 ，0.5 A)电源E(E5 V，r1 )单刀开关一个、导线若干 (1)设计出实验电路，画在下面的虚线框内 (2)按(1)中设计的电路图把图中仪器连接起来；(3)实验中计算灯泡额定功率的表达式为_(必须用题中给定的符号及你在(3)中设计的记录符号来表示)【例3】（07四川卷）甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0-99.99)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，_ ，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1_。【例4】（2012广东）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图 (a)和如图 (b)所示，长度为_cm，直径为_mm。按如图 (c)连接电路后，实验操作如下：(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；(b)将电阻箱R2的阻值调至最_(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280 ；由此可知，圆柱体的电阻为_。【例5】（2005年高考理综全国卷22题）利用图1所示的电路测量电流表mA的内阻RA。图中R1、R2为电阻，K1、K2为电键，B是电源（内阻可忽略）。根据图1所给出的电路原理图，在图2的实物图上连线。已知R1=140，R2=60。当电键K1闭合、K2断开时，电流表读数为6.4mA；当K1、K2均闭合时，电流表读数为8.5mA。由此可以求出RA= 。（保留2位有效数字）【例6】某实验小组经过讨论，发现无论是用电流表内接法还是外接法测量，都不可避免产生电表内阻引起的系统测量误差，于是该实验小组又设计了如图所示的实验方案，利用该方案测量的主要实验步骤如下：第一步：将开关S2接2，闭合开关S1，调节滑动变阻器RP和RW，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数为U1、I1.请你根据实验原理为该实验小组写出接下的第二步操作，并说明需要记录的数据：_；由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx_；简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差：_.【例7】某同学被“测定金属电阻率”的实验，采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）A电池组（3V，内阻约1）B电流表（0-3A，内阻约0.025） C电流表（0-0.6A，内阻约0.125）D电压表（0-3V，内阻约3k） E电压表（0-15V，内阻约15k）F滑动变阻器（0-20，额定电流1A） G滑动变阻器（0-1000，额定电流0.3A）H开关，导线（1）实验时应选用的器材是 （填写各器材的字母代号）请在下面的虚线框中画出实验电路图（2）这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数