2020版高考物理一轮复习第八章实验八测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）教案新人教版.docx

实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)命题点一测量仪器、仪表读数1游标卡尺(1)游标卡尺的读数主尺读数游标尺读数(2)游标卡尺的读数方法：“三看”第一看精确度第二看游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端例如(如图所示)第三看游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐2螺旋测微器读数螺旋测微器读数固定刻度部分读数(mm)可动刻度部分读数精确度(mm)3电压表和电流表(1)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)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)对于00.6 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.1如图所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等份、49 mm长50等分，它们的读数依次为17.7 mm,23.85 mm,3.18 mm.解析：图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm.图乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm.图丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm.2某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度该螺旋测微器校零时的示数如图甲所示，测量金属板厚度时的示数如图乙所示图甲所示读数为0.010(0.009或0.011也对) mm，图乙所示读数为6.870(6.869或6.871也对) mm，所测金属板的厚度为6.860(6.8586.862) mm.解析：依据螺旋测微器读数的基本原理，0.5毫米以上的值在主尺上读出，而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米，则甲图读数为0.010 mm，图乙读数为6.879 mm，故金属板的厚度d6.870 mm0.010 mm6.860 mm.3(1)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表0.02 A，图中表针示数是0.44 A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表0.1 A，图中表针示数为2.20 A.(2)图乙使用较小量程时，每小格表示0.1 V，图中表针的示数为1.70 V若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示0.5 V，图中表针示数为8.5 V.解析：(1)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A.(2)电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V.命题点二教材原型实验 在测定金属电阻率的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30 .现通过以下实验测量该电阻丝的电阻率(1)用螺旋测微器测出电阻丝的直径为d.(2)实验中能提供的有开关、若干导线及下列器材：电压表V1(量程为03 V，内阻约为3 k)电压表V2(量程为015 V，内阻约为15 k)电流表A1(量程为0100 mA，内阻约为5 )电流表A2(量程为00.6 A，内阻约为0.1 )滑动变阻器R1(05 )滑动变阻器R2(01 k)电源(电动势为4.5 V，内阻不计)为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电流表应选_，滑动变阻器应选_(3)如图甲所示，将电阻丝拉直后，将其两端分别固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头，触头的另一端为接线柱c，当用手按下触头时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可在刻度尺上读出实验中改变触头与电阻丝接触的位置并移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数I保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L与对应的电压表的示数U.请在图甲中完成实验电路的连接，部分已连好的线不能改动(要求：能改变接入电路中的电阻丝的长度和能进行多次测量)(4)利用测量数据画出UL图线，如图乙所示，其中(L0，U0)是UL图线上的一个点的坐标根据UL图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0，U0)计算出电阻丝的电阻率_.【解析】(2)由于电源电动势为4.5 V，所以电压表应选V1.采用分压式接法，滑动变阻器选R1.通过调节滑动变阻器能使电阻丝所在支路的电流从零开始变化，电压在03 V范围内变化，由于电表的最佳使用范围为量程的到之间，电流表A2的最佳使用范围为0.20.4 A，此时金属丝接入电路的阻值范围为2.510 ；电流表A1的最佳使用范围约为3367 mA，此时金属丝接入电路的阻值范围为1530 ，故依题意要求电流表应选A1.(3)由Rx满足R，属于大电阻，故电流表采用内接法，而滑动变阻器R0的阻值小于Rx，则滑动变阻器R0采用分压式接法，如答案图所示(3)由于电压表的读数为电阻Rx和电流表内阻的分压和，而电流表的读数是流过Rx的实际电流，故待测电阻测量值会大于其真实值【答案】(1)BCF(2)如图所示(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)(2019山西太原一模)某同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表(量程为3 V，内阻几千欧)和微安表(量程为300 A，内阻约一千欧)的内阻(1)按实验原理将图乙中的实物连接成实验电路答案：如图所示(2)实验中，该同学进行了如下操作，完成下列问题：闭合K1，用伏安法测微安表内阻为了测量更加准确，定值电阻R0应该选择的是D；A10 B100 C1 k D7.8 k闭合K前，为保护电路不受损坏，图甲中滑动变阻器R的滑片应置于左端(选填“左”或“右”)；闭合K1后，调整滑动变阻器R，让电压表和微安表的示数尽可能的大测得电压表的示数为U1，微安表的示数为I1，定值电阻的值为R0，则微安表的内阻为R0；断开K1，调节滑动变阻器和电阻箱，当电阻箱的读数为R1时，电压表的示数为U2，微安表的示数为I2，则电压表的内阻为.解析：(1)根据电路图连接实物图(2)电压表两端电压与R0和微安表的总电压相等，结合欧姆定律分析可知应选D.闭合K前，为保护电路元件不受损坏，图甲中滑动变阻器R的滑片应置于左端闭合K1，电阻R1被短路，所以电压表测得R0和微安表的总电压，则有U1I(R0RA)，可得微安表的阻值RAR0.由可得电压表内阻RV.内、外接电路的选择方法(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法简单概括为“大内偏大，小外偏小”(2)临界值计算法：Rx时，用电流表内接法(3)实验试探法：按下图所示接好电路，让连接电压表的导线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法方法2半偏法测电阻 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表：量程3 V，内阻约为3 000 ；电阻箱R0：最大阻值为99 999.9 ；滑动变阻器R1：最大阻值100 ，额定电流2 A；电源E：电动势6 V，内阻不计；开关两个，导线若干(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”“”或“RV(其他合理说法同样给分)【答案】见解析方法3电桥法测电阻电路图原理如图所示，实验中调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，R1和R3两端的电压相等，设为U1.同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2，根据欧姆定律有：，由以上两式解得：Rx. 某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500 )的内阻可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 )；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线(2)完成下列填空：R1的阻值为_(填“20”或“2 000”)为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_.【解析】本题考查实物图连线、电阻的测量、器材的选取，考查学生的实验能力(2)R1为分压电阻，为了有效控制测量电路，故选20 的小电阻；为了保护微安表，开始R1的滑片C应滑到左端，使微安表示数为零；当B与D的电势相等时，IDB0，S2闭合前后电路的电阻不变，导致微安表的示数不变；设R2中电流为I1，Rz中电流为I2，当BD时，URz1UR2左，URgUR2右，即I2Rz1I1R2左，I2RgI1R2右，得，当Rz与微安表对调时，有，故有，Rg 2 550 .【答案】(1)如图所示(2)20左相等2 550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程(1)理解惠斯通电桥电路的原理当G的示数为零时，.(2)知道分压电路一定要选最大阻值较小的滑动变阻器方法4替代法测电阻电路图原理(1)S接2，调节R，使电流表半偏；(2)保持R不变，将S再接1，调节电阻箱，使电流表半偏，记下电阻箱的读数，则RxR. (2018全国卷)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 80 范围内某热敏电阻的温度特性所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 时的阻值)为900.0 ；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 )，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )；电阻箱R2(阻值范围0999.9 )；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 .将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 .实验得到的R2t数据见下表.t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到_(填“a”或“b”)端；(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2t曲线；(3)由图(b)可得到RT在25 80 范围内的温度特性当t44.0 时，可得RT_；(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为_，则手心温度为_.【解析】本题考查替代法测电阻、绘图能力及电阻箱的读数等(1)滑动变阻器是限流式接法，S1闭合前，滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的位置，即b端(2)由题给数据描完点后，观察这些点的分布规律，应画一条平滑曲线，让尽可能多的点落在线上，不在线上的点要均匀分布在线的两侧(3)由R2t图线知，当t44.0 时，RT450 .(4)电阻箱的读数为(61002100100.1) 620.0 ，由R2t图象知，当R2620.0 时，t33.0.【答案】(1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.01读出下图中螺旋测微器和游标卡尺的读数螺旋测微器的读数为4.950 mm；游标卡尺的读数为17.30 mm.解析：螺旋测微器的固定刻度读数为4.5 mm，可动刻度读数为45.00.01 mm0.450 mm，所以最终读数为4.5 mm0.450 mm4.950 mm.游标卡尺的主尺读数为17 mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为60.05 mm0.30 mm，所以最终读数为17 mm0.30 mm17.30 mm.2(2019江苏苏州调研)某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验过程中：(1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则它们的读数依次是0.999(0.9981.000) mm、0.42 A、2.27(2.252.29) V.(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010 ，电流表内阻约几欧，电压表内阻约几十千欧，电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E4.5 V，内阻较小，则A、B两电路图中，A(选填字母符号)电路为本次实验应当采用的电路，但用此电路测量的金属丝电阻会偏小(选填“大”或“小”)(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA2.0 ，那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是两电路图中的B(选填字母代号)，使用该电路实验时，电流表示数为I、电压表示数为U，则金属丝电阻RxRA(用题中字母代号表示)解析：(1)螺旋测微器固定部分为0.5 mm，可动部分可估读为49.90.01 mm，故读数为：0.5 mm49.90.01 mm0.999 mm；电流表量程为0.6 A，则最小刻度为0.02 A，故读数为0.42 A；电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，故读数为2.27 V(2)因电源不能在大功率下长时间使用，则本实验中滑动变阻器应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的阻值约为5 ，故采用电流表外接法误差较小；在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小所以选A电路，此电路测量的金属丝电阻会偏小(3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测电阻及电流表的总电阻R总，则待测电阻RxR总RARA.3某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：A待测电压表V1：量程3 V，内阻约3 kB电压表V2：量程15 V，内阻约20 kC电流表A：量程3 A，内阻约0.1 D定值电阻R0：9.0 kE滑动变阻器R1：0200 F滑动变阻器R2：02 kG电源E：电动势约为12 V，内阻忽略不计H开关、导线若干(1)为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙两个测量电路，你认为乙(选填“甲”或“乙”)更合理，并在实物图丙中用笔画线代替导线将电路图补充完整答案：如图所示(2)该实验中滑动变阻器应该选用R1(选填“R1”或“R2”)(3)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻：RV1.解析：(1)甲图中，因为电压表V2的内阻与R0阻值相当，通过电压表V2的电流不能忽略，故用通过R0的电流作为通过V1的电流，误差较大，故用乙电路较合理，电路连接如图答案所示(2)实验中滑动变阻器要用分压接法，故应选取阻值较小的R1.(3)根据欧姆定律可知：RV1.4要测量电流表A1的内阻，电流表A1量程为0300 mA，内阻约为5 .实验室提供的器材如下：A电流表A2(量程为0600 mA，内阻约