江苏省涟水中学高中物理 探究导体电阻与材料的关系课件 新人教版选修31.ppt

探究导体电阻与材料的关系 实验原理 1 材料的电阻率是材料的本身的特性 由公式r l s知 电阻率 rs l 因此 要测定金属的电阻率 只须选择这种金属材料制成的导线 用 伏安法 测出金属导线的电阻r 用刻度尺测出金属导线连入电路部分的长度l 用螺旋测微器测出金属导线的直径d 然后由s d2 4算出金属导线的横截面积s 即可求得金属的电阻率 2 实验室常用的电流表 量程取0 6a 的内阻ra约为0 125 电压表 量程取3v 的内阻rv约为3k 比较后 有rv r 因此必须采用电流表外接法 才能使由于电表的接入引起的系统误差较小 安培表 伏特表 变阻器 待测电阻丝 电源 电键 螺旋测微器 米尺 实验器材 实验电路 1 用螺旋测微器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 计算出导线的横截面积s 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l 反复测量3次 求出其平均值 4 把滑动变阻器的滑动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 改变滑动变阻器滑动片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u的值 断开电键s 求出导线电阻r的平均值 5 将测得的r l d值 代入电阻率计算公式中 计算出金属导线的电阻率 6 拆去实验线路 整理好实验器材 实验步骤 变阻器的连接可以是分压式也可以是限流式 但若题目要求电压变化大或电压从零变起则用 测l时应测接入电路的电阻丝的 测电阻的连接方式是安培表接法 外 分压式 有效长度 通电时间不宜过长 电流不宜过大否则要发生变化 电阻率 闭合开关前 应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置 若是限流式则触头置于的位置 若是分压式则触头置于的位置 阻值最大 电压表读数为零 注意事项 例1 小芳同学在探究 决定导体电阻大小的因素 时 做出了如下猜想 猜想 在温度不变时 导体的电阻与导体的材料有关 猜想 在温度不变时 导体的电阻与导体的长度有关 猜想 在温度不变时 导体的电阻与导体的横被面积有关 供她选择的导体如下表所示 她画出了如图所示的电路图 ab之间为导体 并正确连接了电路 请完成下列填空 只填序号 1 要验证猜想 小芳同学应选择的两段导体是 2 要验证猜想 小芳同学应选择的两段导体是 3 要验证猜想 小芳同学应选择的两段导体是 ac cd bc 例2 有一合金丝 横截面积为5 1 10 7米2 长l 10米 要测其电阻率 现备有量程3伏 内阻3千欧的电压表 量程0 6安 内阻0 1欧的电流表 两节干电池 0 100欧滑动变阻器 开关 导线等 用伏安法测其电阻时 如电路选取正确 电压表示数为2 4伏 电流表示数为0 12安 所选取的是内接法还是外接法电路 被测合金丝的阻值是多少 合金丝的电阻率是多少 答案 内接法 19 9欧 1 0 10 6欧 米 例3 在做 测定金属的电阻率 实验时 下列操作中正确的是a 若待测金属导线是漆包线 应该用火烧去表面的漆皮 轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径 不可用小刀去刮掉漆皮 b 用米尺反复测量3次导线的总长 求出平均值l 然后将导线接入测量电路中 c 估计待测金属导线的电阻大小 选择合适的仪器和实验电路 d 合上开关 不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值 记录几组对应的电流强度和电压的数值 计算出导线的电阻r 例4 测定金属丝的电阻 阻值3 5 时 给定的实验器材的实物如下图所示 要求通过金属丝的电流可以在0 0 6a之间变化 请在方框中画出实验电路图 并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图 例5 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件 现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线 要求特性曲线尽可能完整 已知常温下待测热敏电阻的阻值约40 50 热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中 杯内有一定量的冷水 其他备用的仪表和器具有 盛有热水的热水瓶 图中未画出 电源 3v 内阻可忽略 直流电流表 内阻约1 直流电压表 内阻约5k 滑动变阻器 0 10 开关 导线若干 1 图 1 中a b c三条图线能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是 2 在图 2 的方框中画出实验电路图 要求测量误差尽可能小 3 根据电路图 在图 3 的实物图上连线 c 例5解 常温下待测热敏电阻的阻值约40 50 放入热水中 电阻减小 所以电流表采用外接法 滑动变阻器最大阻值10 且电压要从0测起 变阻器采用分压器接法 电路图如下左图示 实物连线图如下右图示 例6 图a为某一热敏电阻 电路符号为 其电阻值随温度的改变而改变 且对温度很敏感 的i u关系曲线图 1 为了通过测量得到图a所示i u关系的完整曲线 在图b和图c两个电路中应选择的是图 简要说明理由 已知电源电动势为9v 内阻不计 滑动变阻器的阻值为0 100 2 在图d电路中 电源电压恒为9v 电流表读数为70ma 定值电阻r1 250 由热敏电阻的i u关系曲线可知 热敏电阻两端的电压为 v 电阻r2的阻值为 b 电压可从0v调到所需电压 调节范围较大 5 3 108 8 解 i1 9 250 0 036a 36mai2 70 36 34ma 由图a得ur 5 3v r2 9 5 3 0 034 108 8 例7 如图所示 p是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管 其长度为l 直径为d 镀膜的厚度为d 管两端有导电金属箍m n 现把它接入电路中 测得它两端电压为u 通过它的电流为i 则镀膜材料的电阻率 例8 有一根细长而均匀的金属材料样品 截面为外方内圆 如图所示 此金属材料重约1 2n 长约为30cm 电阻约为10 已知这种金属的电阻率为 密度为 0 因管线内径太小 无法直接测量 请设计一个实验方案测量其内径d 现有如下器材可选 a 毫米刻度尺b 螺旋测微器c 电流表 600ma1 0 d 电流表 3a0 1 e 电压表 3v6k f 滑动变阻器 2k 0 5a g 滑动变阻器 10 2a h 蓄电池 6v0 05 i 开关一个 带夹子的导线若干 1 除待测金属材料外 应选用的