高考物理总复习（重难点突破+题型探究）第八章第3课 实验 测定金属的电阻率课件.ppt

第二单元实验与探究第3课实验 测定金属的电阻率 第八章电路 1 伏安法测电阻 1 电流表和电压表的应用 2 伏安法测电阻的电路选择 阻值比较法 先将待测电阻的估计值与电压表 电流表的内阻进行比较 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 临界值计算法 实验试探法 按右图接好电路 让电压表接线柱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 2 控制电路 1 两种控制电路及其作用 供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成 滑动变阻器在供电电路中有两种连接方式 图 a 叫限流式 图 b 叫分压式 限流式可省一个耗电支路 有节能的作用 分压式可使测量电路获得从零至最大的电压 或电流 调节范围 2 两种控制电路的选择 负载电阻的阻值rx远大于变阻器的总电阻r 须采用分压式接法 要求负载电阻rx上的电压或电流变化范围从零开始连续可调 须用分压式接法 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为其节省电能 特殊问题中还要根据电压表和电流表的量程以及滑动变阻器和电源允许通过的最大电流值来计算确定 以保护仪器 3 测量电阻的新方法替代法测电阻 如下图所示 开关s1闭合s2断开 s2接1 调节滑动变阻器r使电流表示数超过其量程的1 3 记下此时电流表的示数为i1 s2接2 滑动变阻器r的滑片不动 调节电阻箱r0 使电流表的示数仍为i1 记下此时电阻箱的读数为r1 由此可得rx r1 该方法的优点是消除了电流表内阻对测量的影响 缺点是电阻箱的电阻不能连续变化 螺旋测微器 电压表 电流表的读数方法 例1 2013 惠州模拟 在 测定金属丝电阻率 的实验中 需要测出其长度l 直径d和电阻r 1 用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲 则金属丝的直径为 mm 2 若用图乙测金属丝的电阻 则测量结果将比真实值 选填 偏大 或 偏小 3 用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图 则电压表的读数为 v 电流表的读数为 a 解析 1 螺旋测微器的读数为 0 0 5 0 01 19 7 mm 0 697mm 0 696mm 0 698mm也对 2 图乙中电流表采用外接法 故测量值偏小 3 电压表精确度为0 1v 其读数为2 6v 电流表精确度为0 02a 其读数为0 52a 答案 1 0 697 0 696 0 698也对 2 偏小 3 2 60 52 电阻测量的仪器 实验原理图的选择等 例2 在 测定金属的电阻率 的实验中 若提供的电源是一节内阻可不计的干电池 被测金属丝的直径小于1mm 长度约为80cm 阻值约为3 使用的电压表有3v 内阻约为3k 和15v 内阻约为15k 两个量程 电流表有0 6a 内阻约为0 1 和3a 内阻约为0 02 两个量程 供限流用的滑动变阻器有 a 0 10 b 0 100 c 0 1500 三种 可供选择的实验电路有如图所示的甲 乙两种 则 1 为减小电阻的测量误差 应选用 图所示的电路 2 为了测量便于调节 应选用编号为 的滑动变阻器 3 电压表的量程应选用 v 4 电流表的量程应选用 a 解析 1 由于金属丝的电阻是小电阻 所以应采用电流表外接法 即选用图乙所示电路 2 由于被测金属丝阻值约为3 所以用编号为a的滑动变阻器作限流电阻 就能使电路中的电流有明显变化 3 加在电压表两端的电压不超过1 5v 所以电压表的量程应选用3v 4 当滑动变阻器连入电路的电阻为零时 电路中的电流最大 imax 0 5a 所以电流表的量程应选用0 6a 答案 1 乙 2 a 3 3 4 0 6 方法点窍器材的选取应遵从安全 准确 操作方便的原则 可以先列式估算出电路中的电流强度 然后再选取合适量程的电流表和电压表等器材 测量电阻时实物连图的技巧 例3 在 测定金属导体的电阻率 的实验中 待测金属丝的电阻rx约为5 实验室备有下列实验器材 a 电压表 量程0 3v 内阻约为15k b 电压表 量程0 15v 内阻约为75k c 电流表 量程0 3a 内阻约为0 2 d 电流表 量程0 0 6a 内阻约为11 e 变阻器r1 0 100 0 6a f 变阻器r2 0 2000 0 1a g 电池组e 电动势为3v 内阻约为0 3 h 开关s 导线若干 1 为减小实验误差 应选用的实验器材有 填代号 2 为减小实验误差 应选用图中 填甲或乙 为该实验的电路原理图 并按所选择的电路原理图把下图中的实物图用线连接起来 3 若用毫米刻度尺测得金属丝的长度为60 00cm 用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示 则金属丝的直径为 mm 电阻值为 解析 掌握本实验的原理和方法 1 由于电源的电动势为3v 所以电压表应选a 被测电阻阻值约为5 电路中的最大电流约为i 0 6a 电流表应选d 根据变阻器允许通过的最大电流可知 变阻器应选e 还要选用电池和开关 导线若干 故应选用的实验器材有adegh 方法点窍连接实物的基本方法 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 其次将要并联的元件再并联到电路中去 连接完毕 应进行检查 检查电路应按照连线的方法和顺序 测量电阻时实验数据的处理及误差分析 例4 在物理兴趣小组活动中 一同学利用下列器材设计并完成了 探究导体阻值与长度的关系 的实验 电压表量程3v 内阻约为900 电压表量程10v 内阻约为3k 电流表量程60ma 内阻约为5 电源e1 电动势1 5v 内阻约为0 2 电源e2 电动势4 5v 内阻约为0 4 滑动变阻器 最大阻值为10 粗细均匀的同种电阻丝 开关 导线和刻度尺 其主要实验步骤如下 a 选取图中器材 按示意图连接电路b 用伏安法测定电阻丝的阻值rc 用刻度尺测出电阻丝的长度l d 依次减小电阻丝的长度 保持电路其他部分不变 重复步骤b ce 处理数据 根据下列测量结果 找出电阻丝阻值与长度的关