江苏省淮安市涟水中学高中物理 2.6.2 探究导体电阻与其影响因素的定量关系学案（无答案）新人教版选修31(1).docVIP

探究导体电阻与其影响因素的定量关系 测定金属丝的电阻率一、 理论探究导体电阻与其影响因素的定量关系1、 研究导体电阻与它的长度的关系：我们可以把一条长度为l，电阻为r的导体分成n等份，利用串联知识：由l/l1 =n ，同时r/r1=n 所以r/r1=l/l1 得出结论：在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。二. 实验探究导体电阻与其影响因素的定量关系：1 探究目的：学会应用控制变量法来进行研究的方法，探究导体电阻和哪些因素有关及定量关系式。2 实验准备与器材：（1）电阻的测定：利用伏安法测电阻（滑动变阻器可采用限流式或分压式）。不同长度、粗细、材料的被测金属导线，直流电源（4v），电流表(0-0.6a)，电压表（0-3v），滑动变阻器（50），电键，导线若干，（2）长度的测量：毫米刻度尺。（3）横截面积的测量：螺旋测微器测直径3 实验步骤（1）、研究电阻和长度的关系时，选用横截面积和材料相同的金属导线先取一导体，用毫米刻度尺测量接入电路中的被测的有效长度，测量3次，求出其平均值。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。调节滑动变阻器的滑动片到适当位置，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。换用不同长度的金属导线，重复上述步骤，求出相应导线的电阻，比较电阻和长度的关系，得出结论。 （2）、研究电阻和横截面积的关系，就选用材料和长度相同的金属导线选取金属导线，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。然后进行实验操作，比较得出结论。（3）同理研究电阻与材料的关系是，就选用长度和横截面积相同的金属导线，进行实验，比较得出结论。5注意事项（1）测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。（2）本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。（3）实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。（4）闭合电键s之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。（分压式时使其输出电压为零）（5）在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度i的值不宜过大，通电时间不宜过长，以减小误差。（6）利用上述实验器材还可测量金属丝的的电阻率。三例题：1某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示，读得直径d= mm.(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：请你根据数据判断，该种导线的电阻r与截面积s是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由：若不满足，请写出r与s应满足的关系。电阻r()121.050.023.910.03.1导线直径d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998导线截面积s(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135 (3)若导线的电阻率p=5.1107 m,则表中阻值为3.1 的导线长度l= m(结果保留两位有效数字).2.某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的康铜丝，先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d；然后分别测出不同长度l1、l2、l3、l4的康铜丝的电阻r1、r2、r3、r4，以r为纵坐标，以l为横坐标建立直角坐标系，画出rl图象；最后由rl图象和螺旋测微器测出的直径d可求出康铜丝的电阻率。 （1）测康铜丝的直径时，螺旋测微器的示数如图1所示，可知康铜丝的直径d_10-3m。 （2）图2是测康铜丝电阻的原理图，根据原理图在图3所示的实物图中画出连线。 利用上面的电路测出的电阻值比真实值_（填“偏大”或“偏小”）， （3）图4中的7个点表示实验中测得的7组康铜丝的长度l、电阻r的值。根据图4和螺旋测微器的示数求得的康铜丝的电阻率_m。（保留2位有效数字）班级 姓名 学号 得分 课后作业1在“测定金属电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图所示，其读数为 mm；某小组两名同学采用“伏安法”测金属丝的电阻实验中，根据同一组实验数据进行正确描点后，甲、乙两同学根据自己的理解各做出一条图线，如图甲、乙所示。根据你对该实验的理解，你认为 同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝电阻为 （结果保留2位有效数字）。 2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v1(量程3 v，内阻约为15 k)b.电压表v2(量程15 v，内阻约为75 k)c.电流表a1(量程3 a，内阻约为0.2 )d.电流表a2(量程600 ma，内阻约为1 )e.变阻器r1(0100 ，0.6 a)f.变阻器r2(02 000 ，0.1 a)g.电池e(电动势为3 v，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(填序号).(2)为减小实验误差，应选用图742中的(填“a”或“b”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把实物图用导线连接起来.(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数分别如图743所示，则金属丝的直径为mm，电阻值为，金属的电阻率m.3. 在探究导体与其影响因素的定量关系的实验中，有如下的器材：a、b、c、d四条不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比分别只有一个因素不同，b与a长度不同；c与a横截面积不同，d与a材料不同，还有量度合适的电压表四只，电流表四只。有三位同学分别用三种不同的方法进行实验，如图所示：甲同学用图1进行实验，由于四段导体是串联的，每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，电压之比就得到电阻之比。乙同学用图2进行实验，由于四段导体是并联的，每段导体的电流与它们的电阻成反比，因此用电流表分别测量通过a、b、c、d的电流，电流的倒数之比就是电阻之比。（1）试比较甲、乙同学的测量，哪种测量误差更小？为什么？ （2）除了上面的探究思路外还可以用逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度、横截面积的关系，试用逻辑推理的方法分析导体电阻与它的长度之间的关系。4现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现对其中一个元件r0进行测试，测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：i/a0.200.450.801.251.802.813.20u/v0.400.600.801.001.201.501.60 根据表中数据，判断元件r0可能是由上述 _材料制成的，并简要说明理由。理由：_ 。ar0rs 把元件r0接入如图所示的电路中