高考物理 一轮复习 实验十二 测定金属的电阻率课件.ppt

实验十二测定金属的电阻率 本节目录 基础理论储备 经典例题展示 创新实验评析 知能优化演练 实验目的1 掌握电流表 电压表和滑动变阻器的使用方法 2 会用伏安法测电阻 进一步测定金属的电阻率 实验试探法 按图接好电路 让电压表一根接线柱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 实验器材被测金属丝 螺旋测微器 毫米刻度尺 电池组 电流表 电压表 滑动变阻器 开关 导线若干 实验步骤1 用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径 求出其平均值 2 按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路 3 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度 反复测量3次 求出其平均值l 4 把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置 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表 电压表的示数i和u的值 填入记录表格内 断开电键s 求出导线电阻rx的平均值 5 整理仪器 注意事项1 为了方便 测量直径应在导线连入电路前进行 为了准确测量金属丝的长度 应该在连入电路之后在拉直的情况下进行 2 本实验中被测金属丝的电阻值较小 故须采用电流表外接法 3 电键s闭合前 滑动变阻器的阻值要调至最大 4 电流不宜太大 电流表用0 0 6a量程 通电时间不宜太长 以免金属丝温度升高 导致电阻率在实验过程中变大 拓展创新在本实验中 由于电表内电阻的影响 从而使金属导线电阻测量值偏小 可以改进实验电路 消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差 1 等效替换法连接电路如图所示 r为电阻箱 rx为待测电阻 通过调节电阻箱r 使单刀双掷开关s分别接1和2时 若电流表中的电流示数相同 就表明rx r 即可测出rx 2 附加电阻法 考点1基本仪器的读数 1 使用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图甲所示 则金属丝的直径是 mm 2 图乙用0 6a量程时 对应刻度盘上每一小格代表 a 表针的示数是 a 当使用3a量程时 对应刻度盘上每一小格代表 a 图中表针示数为 a 图丙使用较小量程时 每小格表示 v 图中指针的示数为 v 若使用的是较大量程 则这时表盘刻度每小格表示 v 图中表针指示的是 v 3 旋钮式电阻箱如图丁所示 电流从接线柱a流入 从b流出 则接入电路的电阻为 今欲将接入电路的电阻改为2087 最简单的操作方法是 若用两个这样的电阻箱 则可得到的电阻值范围为 解析 1 固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15 0 最后的读数为 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 2 使用0 6a量程时 刻度盘上的每一小格为0 02a 指针的示数为0 44a 当换用3a量程时 每一小格为0 1a 指针示数为2 20a 电压表使用3v量程时 每小格表示0 1v 指针示数为1 70v 使用15v量程时 每小格为0 5v 指针示数为8 5v 3 电阻为1987 最简单的操作方法是将 1k 旋钮调到2 再将 100 旋钮调到0 每个电阻箱的最大阻值是9999 用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2 9999 19998 故两个这样的电阻箱 则可得到的电阻值范围为0 19998 答案 1 2 150 2 0 020 440 12 20 0 11 700 58 5 3 1987将 1k 旋钮调到2 再将 100 旋钮调到00 19998 考点2实验原理 数据处理及误差分析 2012 高考北京卷 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 0 20 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 由以上实验数据可知 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 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 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 图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点 请在图4中标出第2 4 6次测量数据的坐标点 并描绘出u i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电阻率约为 填选项前的符号 a 1 10 2 mb 1 10 3 mc 1 10 6 md 1 10 8 m 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 解析 2 通过给定的数据发现电压接近从0开始 故必须采用滑动变阻器的分压式接法 3 对滑动变阻器的分压式接法 连线时应使测量电路在开始时分到的电压为0 4 图线应过原点 且使大多数点在一条直线上 不在直线上的点分居两侧 5 由r l s s d 2 2 取d 4 10 4m l 0 5m r 4 5 解出 1 10 6 m 6 系统误差是由仪器的某些不完善或实验方法不够完善等原因产生的 其测量结果总是偏大或总是偏小 偶然误差具有随机性 可以通过多次测量取平均值来减小偶然误差 答案 1 0 397 0 395 0 399均正确 2 甲 3 如图丙所示 4 如图丁所示4 5 4 3 4 7均可 5 c 6 cd 丙 丁 范例 碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜 已知某碳膜电阻阻值约为10 其结构如图所示 现通过实验测定碳膜厚度 备用器材如下 a 电流表 量程0 0 6a 内阻约为0 2 b 电流表 量程0 3a 内阻约为0 03 c 电压表 量程0 3v 内阻约为30k d 电压表 量程0 15v 内阻约为150k e 滑动变阻器 最大值为2 f 滑动变阻器 最大值为20 g 滑动变阻器 最大值为200 h 学生电源 4v i 螺旋测微器j 游标卡尺实验主要步骤 1 用伏安法较准确地测量电阻的阻值 电流表选 电压表选 滑动变阻器选 填标号 2 在虚框中画出电路图 3 若测得电阻