高考物理一轮总复习 专题七 实验七 测定金属的电阻率课件 新人教版.ppt

实验七测定金属的电阻率,实验准备实验目的(1)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法以及电流表和电压表的读数方法.(2)掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法.(3)会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率.,实验原理,螺旋测微器,伏安,结合_和_，用_测一段金属丝的长度l，用_测导线的直径d，用_法,实验器材毫米刻度尺，螺旋测微器，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围050)，电池组，开关，被测金属丝，导线若干.,欧姆定律,电阻定律,毫米刻度尺,实验过程实验步骤(1)用_在被测金属导线上的三个不同位置各测,一次直径，求出其平均值d.,螺旋测微器,最大,(2)依照电路图S7-1所示用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至_(填“最大”或“最小”).图S7-1,(3)用毫米刻度尺测量_中的被测金属导线的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.(4)电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记录在表格内；,接入电路,断开电键S，求出导线电阻R的平均值.(5)拆去实验线路，整理好实验器材.,数据分析,实验分析误差分析(1)金属丝直径、长度测量带来误差.(2)电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，(3)通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差.,【基础检测】,(2013年安徽卷)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图S7-2所示，校零时的读数为_mm，合金丝的直径为_mm.,图S7-2,(2)为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图S7-3甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接.,甲,乙,图S7-3,答案：(1)0.0070.638,(2)如图D30所示.图D30,考点1实物图的连接重点归纳,实物图连接步骤,(1)画出实验电路图.,(2)分析各元件连接方式，明确电表量程.,(3)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的元件并联到电路中，即“先串后并”.,(4)电压表应并联，电流表应串联，且电流应由正接线柱流,入，负接线柱流出.,典例剖析例1：(2014年山东卷)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得,导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7108m，,再利用图S7-4甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度.,甲,乙,图S7-4,可供使用的器材有：,电流表：量程0.6A，内阻约0.2；电压表：量程3V，内阻约9k；滑动变阻器R1：最大阻值5；滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：R03；,电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干.,回答下列问题：,(1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”)，闭合开,关S前应将滑片移至_端(填“a”或“b”).,(2)在实物图S7-5中，已正确连接了部分导线，请根据图,S7-4甲电路完成剩余部分的连接.,图S7-5,(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表,示数如图乙所示，读数为_V.,(4)导线的实际长度为_m(保留2位有效数字).思维点拨：选择仪器的原则，(1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压).(2)考虑读数误差因素：,差.(3)仪器选择的一般步骤：首先选择唯一性的器材；粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材.,解析：(1)由(3)中电流表的读数为0.50A时，电压表的读数为2.30V可知，Rx和R0的总阻值约为4.60，若选用滑动变阻器R1，电源电压为6V，电流表的量程只有0.6A，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选R2.闭合开关前应将滑片移至a端保证连入电阻最大.(2)如图S7-6所示.(3)由于电压表量程03V，分度值为0.1V，故读数为2.30V(2.29、2.31均正确).,图S7-6,答案：(1)R2,a(2)如图S7-6所示.,(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确),【考点练透】,1.(2012年北京卷改编)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S7-7所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值).,图S7-7,(2)如图S7-8所示是本次测量Rx所用的电路图，图S7-9所示是测量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.请根据如图S7-8所示的电路图，补充完成图S7-9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.,图S7-8,图S7-9,(3)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的内阻计算在内，可以消除由测量,仪表引起的系统误差,D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,答案：(1)0.397(0.3950.399均可)(2)如图D31所示.,图D31,(3)CD,2.(2014年江苏卷)同学通过实验测量一种合金的电阻率.(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图S7-10甲所示的部件_(填“A”“B”“C”或“D”).从图甲中的示数可读出合金丝的直径为_mm.,(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出.合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化.由此可以推断：电路中_(填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(填“短路”或“断路”).,甲,乙,图S7-10(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议.,答案：(1)B0.398,(2)7、9,断路,解析：(1)读数前先旋紧B，示数为0.01mm39.80.398mm.(2)电压表的示数接近电源的电动势，电流表的示数很小，说明电压表串联在电路中，由此推断：合金丝没有接入电路中，即电路中的接线柱7、9之间出现了断路.(3)由于电流表内阻约0.3，可将电流表改为内接；多次测量求平均值，可以让测量误差更小；或者用U-I图象的斜率求出电阻.,(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值.(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值),考点2,测金属电阻率的综合应用,重点归纳1.实验中如果被测金属导线的电阻值较小，实验电路必须用电流表外接法.2.测金属丝直径一定要选多个不同部位进行测量.3.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.4.在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用00.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.,的测量值，再取平均值；第二种方法是用图象法(U-I图线)来求出.若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.,典例剖析,例2：在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图S7-11所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5，先用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.,图S7-11,(1)从图S7-11中读出金属丝的直径为_mm.,(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器,材：,A.电压表03V，内阻10kB.电压表015V，内阻50kC.电流表00.6A，内阻0.05D.电流表03A，内阻0.01E.滑动变阻器，010F.滑动变阻器，0100,要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_.(填序号)实验中实物接线如图S7-12所示，请指出该同学实物接,线中的两处明显错误.,图S7-12,错误1：_,_.,错误2：_,_.思维点拨：根据题目所提供的待测电阻的大概电阻和电源，计算出电流，这是选择电流表的依据；根据滑动变阻器调节的难易程度，选择滑动变阻器(限流接法，滑动变阻器的阻值为待测电阻的25倍为好，太小了或太大了，不容易调节电流和电压的变化).,解析：(1)金属丝的直径为d0.5mm18.00.01mm0.680mm.(2)电流表和电压表指针偏转大时测量误差小，所以电压表选A，电流表选C，滑动变阻器限流式控制电路时，其阻值为待测电阻的25倍为好，所以选E.,答案：(1)0.680,(2)A,CE,导线b连接错误,导线,d连接错误,【考点练透】,3.(2016年吉林长春质检)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图S7-13甲、乙、丙所示，则它们的读数分别是_；_.,(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20k.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E4.5V，内阻很小.则图丁电路图中_(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路.但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏_.(填“大”或“小”),(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA是已知的，那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图丁中的_电路(填电路图下的字母代号).此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx_(用题中字母代号表示).,A,B,C,D,丁图S7-13解析：(1)螺旋测微器先读固定部分为0.5mm，可动部分可估读为38.10.01mm0.381mm，故总示数为：0.50.381mm0.881mm；电流表量程为0.6A，则最小刻度为0.02；指针所示为0.42A；电流表量程为3V，最小刻度为0.1V，则读数为2.25V.,(2)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为5，故采用电流表外接法误差较小，故选A；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.(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；待测电阻及电流表总电阻,答案：(1)0.881mm,0.42A,2.25V,(2)A,小,(3)B,方法,内接法、外接法,1.伏安法测电阻的两种电路形式比较,(续表),2.电流表内接法、外接法的确定方法,例3：某学习小组用伏安法测量一未知电阻R的阻值，给,定器材及规格为：,电流表(量程05mA，内阻约为10)；电压表(量程03V，内阻约为3k)；最大阻值约为100的滑动变阻器；电源E(电动势约3V)；开关S、导线若干.,(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图S7-14甲所示电路试测，读得电压表示数大约为2.5V，电流表示数大约为5mA，则未知电阻阻值Rx大约为_.,(2)经分析，该电路测量误差较大，需作改进.请直接在原图甲上改画：在不需要的连线上画“”表示，补画上需要添加的连线.,(3)对改进的电路进行测量，并根据测量数据画出了如图乙所示的U-I图象，得Rx_.(保留三位有效数字),图S7-14,审题突破：根据(1)计算出来的未知电阻的大约阻值判断是内接还是外接，然后改电路；(3)中的图象坐标的标度都不是从0开始的，但根据电阻的特性，电压为0时，电流一