高考物理一轮总复习 实验8 测定金属的电阻率课件.ppt

实验8测定金属的电阻率 栏目导航 1 2 3 抓知识点 抓重难点 课时跟踪检测 实验原理与操作 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 7 10 8 m 再利用如图1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 例1 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 r0 3 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2中 已正确连接了部分导线 请根据图1甲电路完成剩余部分的连接 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1乙所示 读数为 v 4 导线实际长度为 m 保留两位有效数字 解析 1 因控制电路是限流式接法 而测量电路总电阻在3 0 以上 为使测量电路有较大的调节范围 滑动变阻器应选用总阻值较大的r2 为了保证开关闭合时电路的安全 应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大 即开关闭合前滑片应置于a端 2 见答案图 3 由于电压表量程0 3v 分度值为0 1v 故读数为2 30v 答案 1 r2a 2 如图所示 3 2 30 2 29 2 31均正确 4 94 93 95均正确 1 仪器选择的一般步骤 1 首先选择唯一性的器材 1 粗画电路图 暂不接电流表和电压表 3 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 2 实物图连线的基本原则对限流式电路 一般是从电源的正极开始 把电源 开关 滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可 对分压式电路 应先将电源 开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来 然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个 依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可 提分秘笈 要测量一段阻值大约为5 的均匀金属丝的电阻率 除刻度尺 螺旋测微器 电源e 电动势为3v 内阻约为0 5 最大阻值为20 的滑动变阻器r 开关一只 导线若干外 还有电流表和电压表各两只供选择 a1 量程1a 内阻约为1 a2 量程0 6a 内阻约为2 v1 量程3 0v 内阻约为1000 v2 量程15v 内阻约为3000 跟踪训练 1 用螺旋测微器测量金属丝的直径 如图1所示 则金属丝的直径为 mm 2 为了使测量有尽可能高的精度 电流表应选 电压表应选 3 实验电路已经画出了一部分 如图2所示 但尚未完整 请将该电路完整地连接好 rx表示待测电阻 4 若用刻度尺测得金属丝的长度为l 用螺旋测微器测得金属丝的直径为d 电流表的读数为i 电压表的读数为u 则该金属丝的电阻率表达式为 3 因为金属丝的电阻约为5 与电流表a2的内阻相差不多 因此采用电流表内接法误差较大 所以应采用电流表外接法 电路图如图所示 方法1伏安法测电阻伏安法测电阻是电学实验的基础 是高考考查的热点 也是难点 它渗透在电学实验的各个环节中 如测未知电阻 测电阻率 测各种电表内阻等 本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用 主要涉及电压表 电流表的选择以及实物连线等 某同学测量阻值约25k 的电阻rx 现备有下列器材 a 电流表 量程100 a 内阻约2k b 电流表 量程500 a 内阻约300 c 电压表 量程15v 内阻约100k d 电压表 量程50v 内阻约500k e 直流电源 20v 允许最大电流1a f 滑动变阻器 最大阻值1k 额定功率1w g 开关和导线若干 1 电流表应选 电压表应选 填器材代号 例2 答案 1 bc 2 电流表应采用内接法 滑动变阻器应采用分压式接法 方法2伏伏法测电阻 电压表的灵活选用 已知内阻的电压表可做电流表使用 在缺少合适的电流表的情况下 常用电压表代替电流表使用 这是设计电路中的高频考点 用以下器材可测量电阻rx的阻值 待测电阻rx 阻值约为600 电源e 电动势约为6 0v 内阻可忽略不计 电压表v1 量程为0 500mv 内阻r1 1000 电压表v2 量程为0 6v 内阻r2约为10k 电流表a 量程为0 0 6a 内阻r3约为1 定值电阻r0 r0 60 滑动变阻器r 最大阻值为150 单刀单掷开关s一个 导线若干 例3 2 若选择测量数据中的一组来计算rx 则由已知量和测量物理量计算rx的表达式为rx 式中各符号的意义是 所有物理量用题中代表符号表示 方法3安安法测电阻 电流表的灵活选用 已知内阻的电流表可做电压表使用 在缺少合适的电压表的情况下 常用电流表代替电压表使用 这是电学设计电路的高频考点 用伏安法测定一个待测电阻rx的阻值 阻值约为200 实验室提供如下器材 电池组e 电动势3v 内阻不计 电流表a1 量程0 15ma 内阻约为100 电流表a2 量程0 300 a 内阻约为1000 滑动变阻器r1 阻值范围0 20 额定电流2a 电阻箱r2 阻值范围0 9999 额定电流1a 开关s 导线若干 要求实验中尽可能准确地测量rx的阻值 请回答下列问题 例4 方法二 如图4所示 测量电压表的内阻 操作步骤如下 滑动变阻器的滑片滑至最右端 电阻箱的阻值调到最大 闭合s1 s2 调节r0 使表示数指到满偏刻度 断开s2 保持r0不变 调节r 使表指针指到满刻度的一半 由上可得rv r 2015年新课标全国卷 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍 某同学利用这一事实测量电压表的内阻 半偏法 实验室提供的器材如下 待测电压表 量程3v 内阻约为3000 电阻箱r0 最大阻值为99999 9 滑动变阻器r1 最大阻值100 额定电流2a 电源e 电动势6v 内阻不计 开关2个 导线若干 例5 1 虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分 将电路图补充完整 2 根据设计的电路 写出实验步骤 3 将这种方法测出的电压表内阻记为rv 与电压表内阻的真实值rv相比 rv rv 填 或 主要理由是 解析 1 实验电路图如图所示 2 移动滑动变阻器的滑片 以保证通电后电压表所在支路分压最小 闭合开关s1 s2 调节r1 使电压表的指针满偏 保持滑动变阻器滑片的位置不变 断开s2 调节电阻箱r0使电压表的指针半偏 读取电阻箱的电阻值 此即为测得的电压表电阻 3 断开s2 调节电阻箱r0使电压表成半偏状态 电压表所在支路总电阻增大 分得的电压也增大 此时r0两端的电压大于电压表的半偏电压 rv rv 答案 1 见解析图 2 见解析 3 理由见解析 方法5等效替代法如图所示 s接1 调节r2 读出表示数为i s接2 r2不变 调节电阻箱r1 使表示数仍为i 由以上可得rx r1 该方法的优点是消除了表内阻对测量的影响 缺点是电阻箱的电阻r1不能连续变化 电流表a1的量程为0 200 a 内电阻约为500 现要测其内阻 除若干开关 导线之外还有器材如下 电流表a2 与a1规格相同滑动变阻器r1 阻值0 20 电阻箱r2 阻值0 9999 保护电阻r3 阻值约为3k 电源 电动势e约1 5v 内电阻r约2 1 如上图所示 某同学想用替代法测量电流表内阻 他设计了部分测量电路 在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中 使实验可以完成 例6 2 电路补充完整后 请你完善以下测量电流表a1内电阻的实验步骤 a 先将滑动变阻器r1的滑动端移到使电路安全的位置 再把电阻箱r2的阻值调到 填 最大 或 最小 b 闭合开关s1 s 调节滑动变阻器r1 使两电流表的指针在满偏附近 记录电流表a2的示数i c 断开s1 保持s闭合 r1不变 再闭合s2 调节电阻箱r2 使电流表a2的示数 读出此时电阻箱的示