高考物理总复习 第7章 恒定电流 实验十 探究导体电阻与其影响因素的定量关系课件.ppt

实验十探究导体电阻与其影响因素的定量关系 学考 考纲解读 1 探究导体的电阻与导体的长度 横截面积 材料之间的定量关系 2 掌握控制变量法在物理实验中的应用 3 掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 4 掌握电流表 电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法 5 会用伏安法测电阻 并能测定金属的电阻率 一 螺旋测微器1 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 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 读数时误差出现在毫米的千分位上 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 温馨提示螺旋测微器需要估读最后一位数字为估计数字 读数和记数时估计位为有效数字的最后一位 例如如图所示 固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米从可动刻度上读的示数为15 0 最后的读数为 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 二 探究导体电阻与其影响因素的定量关系1 实验器材电源 开关 滑动变阻器 电压表 刻度尺 四段不同的金属导体a b c d a b c为镍铬合金丝 d为康铜丝 a b长度不同 横截面积相同 c横截面积与a不同 长度相同 d的横截面积与长度都与a相同 2 实验步骤 1 测量各段金属丝的横截面积 2 请按照如图所示的电路图连接好电路 并将滑动变阻器调到阻值最大处 3 测量金属丝接入电路的有效长度 4 闭合开关 用电压表分别测量a b c d四段金属丝两端的电压 从而知道它们的电阻比 5 比较a b的电阻之比与它们的长度之比 比较a c的电阻之比与它们的横截面积之比 比较a d的电阻是否相等 6 改变滑动变阻器滑片的位置 获得多组实验数据 7 总结得出导体的电阻与它的长度 横截面积 材料这三个因素的关系 注意事项 1 通电时间不宜太长 电流要小 2 开关s闭合前 滑动变阻器的阻值要取最大值 3 注意电表的正 负接线柱接线是否正确 量程要适当 4 通过滑动变阻器调节 得到多组u i值 分别计算r 再取平均值 或依据这些数据做出u i图象 由图象的斜率求得r的值 5 导线长度测量要注意测导线接入电路的有效长度 三 探究导体电阻与材料的关系 注意事项1 先测直径 再连电路 为了方便 测量直径时应在金属丝连入电路之前测量 2 电流表外接法 本实验中被测金属丝的阻值较小 故采用电流表外接法 3 电流控制 电流不宜过大 通电时间不宜过长 以免金属丝温度过高 导致电阻率在实验过程中变大 误差分析 1 完成下列读数a mmb mmc mmd mm 考点一螺旋测微器 游标卡尺的读数 答案a 0 482 0 481 0 483 b 0 532 0 531 0 533 c 4 078 4 076 4 078 d 5 666 5 665 5 667 2 使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径 示数如图所示 则甲 乙金属丝的直径分别为mm mm 解析对图甲 甲固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15 0 最后的读数为 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 对图乙 乙金属丝的直径为4 8 0 01mm 0 048mm 答案2 1500 046 0 045 0 047 1 多选 如图所示为 探究导体电阻与其影响因素的定量关系 的电路 a b c d是不同的金属导体 b c d与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 各导体两端的理想电压表的示数分别用ua ub uc ud表示 下列说法正确的是 考点二探究导体电阻与其影响因素的定量关系 a 开关闭合前 需移动滑片使滑动变阻器的阻值最大b 研究电阻与长度的关系时 需分别测量a b两条导体两端的电压值c 如果ua uc 说明导体c的横截面积大于导体a的横截面积d 如果ua ud 说明导体d材料的电阻率大于导体a材料的电阻率答案abd 2 探究导体电阻与导体长度 横截面积 材料的关系 的实验电路如图所示 a b c d是四种不同的金属丝 现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝 其规格如下表所示 1 电路中四种金属丝应分别选用上表中的 用编号表示 3 在交流合作时 有位同学提出用如下图所示的电路 只要将图中p端分别和1 2 3 4相接 读出电流 利用电流跟电阻成反比的关系 也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系 请你对其作出评价 解析 1 本实验采用的是控制变量法 分别选用导体材料相同 横截面积相同时 导体的长度不同 b c符合要求 选用导体材料相同 长度相同时 导体的横截面积不同 c d符合要求 选用导体横截面积相同 长度相同时 导体的材料不同 c e符合要求 故选b c d e 2 不正确 因为它们的材料不完全相同 3 不能探究出 实验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等答案 1 bcde 2 见解析 3 见解析 考点三伏安法测电阻 或电阻率 3 仪器选择的一般步骤 首先选择唯一性的器材 粗画电路图 暂不接电流表和电压表 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 1 某同学在一次 测定金属的电阻率 的实验中 用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l 0 720m 用螺旋测微器测出金属丝直径 刻度位置如图所示 用伏安法测出金属丝的电阻 阻值大约为5 然后计算出该金属材料的电阻率 在用伏安法测定金属丝的电阻时 除被测金属丝外 还有如下实验器材 a 直流电源 输出电压为3v b 电流表a 量程0 0 6a 内阻约0 125 c 电压表v 量程0 3v 内阻3k d 滑动变阻器 最大阻值20 e 开关 导线等 1 从图中读出金属丝的直径为mm 2 根据所提供的器材 在虚线框中画出实验电路图 3 若根据伏安法测出金属丝的阻值为rx 4 0 则这种金属材料的电阻率为 m 保留两位有效数字 答案 1 0 600 2 如图所示 3 1 6 10 6 2 在 测定金属的电阻率 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1 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