高考物理一轮总复习 实验8 测定金属的电阻率课件.ppt

实验八测定金属的电阻率 实验要求 3 伏安法测电阻 1 电流表的内接法和外接法的比较 方法规律 2 注意事项 1 本实验中被测金属导线的电阻值较小 因此实验电路一般采用电流表外接法 2 实验连线时 应先从电源的正极出发 依次将电源 开关 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 3 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 亦即电压表两端点间的待测导线长度 测量时应将导线拉直 反复测量三次 求其平均值 4 测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量 求其平均值 5 闭合开关s之前 一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置 6 在用伏安法测电阻时 通过待测导线的电流强度i不宜过大 电流表用0 0 6a量程 通电时间不宜过长 以免金属导线的温度明显升高 造成其电阻率在实验过程中逐渐增大 3 误差分析 1 采用伏安法测量金属丝的电阻时 由于采用的是电流表外接法 测量值小于真实值 使电阻率的测量值偏小 2 由于金属丝通电后发热升温 会使金属丝的电阻率变大 造成测量误差 基本仪器的使用一 螺旋测微器的使用1 螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器 它的测砧a和固定刻度b固定在尺架c上 旋钮d 微调旋钮d 和可动刻度e 测微螺杆f连在一起 通过精密螺纹套在b上 2 螺旋测微器的原理测微螺杆f与固定刻度b之间的精密螺纹的螺距为0 5mm 即旋钮d每旋转一周 f前进或后退0 5mm 而可动刻度e上的刻度为50等份 每转动一小格 f前进或后退0 01mm 即螺旋测微器的精确度为0 01mm 读数时估读到毫米的千分位上 因此 螺旋测微器又叫千分尺 3 读数 测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出 小数部分由可动刻度读出 测量值 mm 固定刻度数 mm 注意半毫米刻度线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 mm 二 游标卡尺1 构造 主尺 游标尺 主尺和游标尺上各有一个内外测量爪 游标尺上还有一个深度尺 尺身上还有一个紧固螺钉 2 用途 测量厚度 长度 深度 内径 外径 3 原理 利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成 4 读数 若用x表示由主尺上读出的整毫米数 k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数 则记录结果表达为 x k 精确度 mm 考点1实验的考查 例1 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 再利用图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 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 在图乙所示的实物图中 已正确连接了部分导线 请根据图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 电压表示数如图丙所示 读数为 v 4 导线实际长度为 m 结果保留2位有效数字 思路剖析 1 实验器材选择需要考虑哪些因素 若滑动变阻器选择r1 能否保证电压表不超量程 能否方便的控制电路测量多组数据 2 导线的实际长度可以根据电阻定律来求解 答案 1 r2a 2 见解析图 3 2 30 2 29 2 31均正确 4 94 93 95均正确 练1用伏安法测量电阻阻值r 并求出电阻率 给定电压表 内阻约为50k 电流表 内阻约为40 滑动变阻器 电源 开关 待测电阻 约为250 及导线若干 1 在如图甲所示电路图中 电压表应接 填 a 或 b 点 2 图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流i 电压u的值 试作图并求出电阻阻值r 结果保留3位有效数字 3 待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体 用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径 结果分别如图乙 图丁所示 由图可知其长度为 mm 直径为 mm 4 由以上数据可求出 m 结果保留3位有效数字 如何进行实物图连线1 总的原则 先串后并 接线到柱 注意量程和正负 2 对限流电路 只需用笔画线当作导线 从电源正极开始 把电源 开关 滑动变阻器 伏安法 部分依次串联起来即可 注意电表的正负接线柱和量程 滑动变阻器应调到阻值最大处 3 对分压电路 应该先把电源 开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来 然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头 比较该接头和滑动头的电势高低 根据 伏安法 部分电表正负接线柱的情况 将 伏安法 部分接入该两点间 注意滑动变阻器应调到使 伏安法 部分所接两点间阻值最小处 测定金属的电阻率 实验的核心是导线电阻的测量 除伏安法外 还有几种常用的方法 这也是本实验的主要创新点 1 安安法 将其中一个电流表 内阻已知 中换一个已知电阻作为电压表来测电压 相当于电表改装 2 伏伏法 若电压表内阻已知 则可将其当作电流表 电压表和定值电阻来使用 考点2电阻的测量 3 替代法测电阻如图所示 先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上 读出电流表示数i 然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上 调节电阻箱的阻值 使电流表的示数仍为i 则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值 例2要测量电压表v1的内阻rv 其量程为2v 内阻约2k 实验室提供的器材有 电流表a 量程0 6a 内阻约0 1 电压表v2 量程5v 内阻约5k 定值电阻r1 阻值30 定值电阻r2 阻值3k 滑动变阻器r3 最大阻值100 额定电流1 5a 电源e 电动势6v 内阻约0 5 开关s一个 导线若干 1 有人拟将待测电压表v1和电流表a串联接入电压合适的测量电路中 测出v1的电压和电流 再计算出rv 该方案实际上不可行 其最主要的原因是 2 请从上述器材中选择必要的器材 设计一个测量电压表v1的内阻rv的实验电路 要求测量尽量准确 实验须在同一电路中 且在不增减元件的条件下完成 试画出符合要求的实验电路图 图中电源与开关已连好 并标出所选元件的相应字母代号 3 由上问写出v1的内阻rv的表达式 说明式中各测量量的物理意义 练2现要测量某小量程电流表的内阻 其内阻在5 8 之间 可选用的器材如下 a 待测电流表a 量程10ma b 电压表v1 量程0 3v 内阻约500 c 电压表v2 量程3v 内阻约3k d 滑动变阻器r1 最大电阻10 e 滑动变阻器r2 最大电阻500 f 定值电阻r3 阻值10 g 电源e 电动势3v h 开关s及导线若干 要求测量结果尽可能精确且电流表 电压表的示数能从零开始调节 1 电压表应选用 滑动变阻器应选用 填器材序号字母 2 在方框内画出实验电路图并标明符号 3 电流表a内阻的表达式为ra 式中各符号的物理意义为 1 解决电学设计性实验题的基本思路 1 明确实验目的 实验陈述的情景 知道题目给定的已知量和未知量 给你设定的任务目的是什么 需要做哪些工作 需要测量哪些数据 2 明确实验条件 从所给器材中获取信息 如有哪些电表和量程 内阻是大约值还是精确值等 3 确定实验原理 根据题目设定的任务目的和给定器材 要用怎样的原理 要用怎样的实验步骤 4 选择实验器材 根据实验原理 选出器材 有时要进行尝试性的运算 如通过估算待测电路的最大电流 最大电压 可以确定电表量程 5 确定实验电路 一般程序是先确定测量电路 再确定控制电路 2 测电阻是物理实验考察热点中的热点 器材特征则是设计性实验选择原理电路的重要依据 中学常用的测电阻方法 都有很明显的器材特征 伏安法需要电流表和电压表 比例法需要已知电阻和双电流表或者双电压表 半偏法是比例法的变化类型 需要一只电表和电阻箱 等效替代法必然有一只电表 电阻箱和单刀双掷开关 至于电桥法则需要一只电表和三个已知电阻 其中一个必须是电阻箱 热点题组一实验的考查1 2017届黄冈月考 某同学测量一个圆柱体的电阻率 需要测量圆柱体的尺寸和电阻 1 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径 某次测量的示数如图甲和图乙所示 长度为 cm 直径为 mm 2 按图丙连接电路后 实验操作如下 将滑动变阻器r1的阻值置于最 填 大 或 小 处 将s2拨向接点1 闭合s1 调节r1 使电流表示数为i0 模拟精选 组合专练 热点题组二电阻测量2 2017届大同质检 用下列器材测量未知电阻rx 约5 允许通过的最大电流为3a 电流表a1 量程0