2015物理 第八章 第4课时 实验 测定金属电阻率

广州出版社 2015年五羊高考 高考总复习物理 课件 2015年五羊高考物理复习 第4课时实验测定金属电阻率 课前自主解读 1 实验目的学会用伏安法测量电阻的阻值 测定金属的电阻率 练习使用螺旋测微器 2 实验原理用刻度尺测一段金属导线的长度L 用螺旋测微器测导线的直径d 计算出导线的横截面积S 用伏安法测导线的电阻R 根据电阻定律 金属的电阻率 3 实验器材 金属丝 电流表 电压表 直流电源 电键一个 导线若干 长刻度尺 4 实验步骤 1 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 螺旋测微器 滑动变阻器 课前自主解读 2 用毫米刻度尺测金属丝长度时 应 反复测量3次 求出其平均值L 3 按图所示的电路图连接好实验电路 并将滑动变阻器的滑动片调节到使 的位置 4 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I U值 求出导线电阻R的平均值 5 将测得的值R L d值 代入电阻率计算公式计算出金属导线的电阻率 6 整理实验器材 测量接入电路的有效长度 接入电路中的电阻值最大 断开电键 拆开实验线路 课前自主解读 5 注意事项 1 测量金属导线的长度时 应该是在将其连入电路之后再测量 测量的应是 并且在拉直之后再测量 2 接通电源的时间不能 通过电阻丝的电流不能 否则金属丝将因发热而导致温度升高 这样会导致电阻率变大 造成误差 3 要恰当选择电流表 电压表的量程 测量时尽量使两表的指针偏转 以减小读数误差 接入电路的那部分导体的长度 过长 过大 较大 课堂主题互动 主题一 练习使用螺旋测微器 例题1 如图所示为用螺旋测微器测量一金属零件直径时的示数 则该金属零件的直径为 m 1 3130 10 2 变式1 2012 广州调考 如图所示 用螺旋测微器测量金属丝直径如图 甲 则直径为 mm 2012 揭阳调考 用螺旋测微器测量金属丝直径如图 乙 则图中读数为 图 甲 图 乙 0 998mm 1 980 主题一 练习使用螺旋测微器 主题二 测量电路 的选择与设计 例题2 用伏安法测定一段阻值约为5 左右的金属导线的电阻率 要求测量结果尽量准确 现备有以下器材 A 电池组 3V 内阻1 B 电流表 0 3A 内阻约0 0125 C 电流表 0 0 6A 内阻约0 125 D 电压表 0 3V 内阻约3k E 电压表 0 15V 内阻约15k F 滑动变阻器 0 20 额定电流1A G 滑动变阻器 0 2000 额定电流0 3A H 电键 导线 该实验中合理选用的器材是 填写器材的字母代号 电压表是 电流表是 设计测量电路时 应采用 法 选填 内接 外接 在你选择合理电路测量中 测量值 真实值 选填大于 小于 D C 外接 小于 变式2 某物理兴趣小组的同学为了研究某牌子的桶装水是否合格 他们设计了一个监测桶装水电阻率的实验 他还选用了以下仪器 量程15V 内阻300k 的电压表 量程300 A 内阻50 的电流表 最大阻值1k 的滑动变阻器 电动势E 12V 内阻r 6 的电池组 开关等各一个 以及导线若干 图坐标中包括坐标为 0 0 的点在内的9个点表示他测得的9组电流I 电压U的值 测定该桶装水电阻为R 计算结果保留两位有效数字 在虚线框内画出测定桶装水电阻的电路图 1 0 105 分压式内接法 主题二 测量电路 的选择与设计 变式3 2013 深圳一模 某同学先后用两种方式测量一个电阻的阻值 他先用多用电表的欧姆挡 1 挡测量 在正确操作的情况下 表盘指针如图甲所示 可读得该待测电阻的阻值Rx 主题二 测量电路 的选择与设计 6 0 他再用如图乙所示的电路图进行实验 某次测量时两个电表的指针如图所示 由两电表示数可算得待测电阻的阻值Rx 计算结果保留二位有效数字 根据这两个测量值 可估算出图乙中电流表的内阻约为 由此可知 采用如图乙的电路测量较小阻值的电阻时 电流表的内阻对测量值的影响 填 很大 或 很小 主题二 测量电路 的选择与设计 6 7 0 7 很大 主题三 控制电路 的选择与设计 例题3 2011 肇庆二模 用如图给出的器材 测量一只标有 3V 0 6W 的小灯泡正常发光时的电阻R1 实验过程要求尽量减小误差 配备器材有A 电流表 0 0 6A 内阻约为0 5 B 电流表 0 3A 内阻约为1 C 电压表 0 3V 内阻约为10k D 电压表 0 15V 内阻约为50k E 滑动变阻器 阻值范围为0 10 F 滑动变阻器 阻值范围为0 1500 G 电源 电动势为12V 内阻为1 电流表应选用的量程是 A 电压表应选用的量程是 V 你设计的实验电路图中 画在下方的虚线框中 根据 中的电路图 用笔画线代替导线 补充完成图中的实物连接 主题三 控制电路 的选择与设计 0 0 6 0 3 变式4 2007 广东高考改编 某课外活动小组设计了一个实验来测量某金属丝电阻率 如图4 9 他们选择了多用电表 电流表 电压表 开关 滑动变阻器 螺旋测微器 千分尺 导线和学生电源等 他们使用多用电表粗测金属丝电阻约4 主题三 控制电路 的选择与设计 根据多用电表粗测值 为了减少实验误差 并在实验中获得较大的电压调节范围 应从图的A B C D四个电路中选择 电路来测量金属丝电阻 闭合开关前应将滑片P移到 填 A端 或 B端 利用你选择的电路图测出的电阻值比真实值 填 偏大 或 偏小 主题三 控制电路 的选择与设计 D A端 偏小 主题四 运用闭合电路欧姆定律测量定值电阻 例题4 2011 茂名一模 某同学准备测定一只量程已知的电压表的内阻 器材如下 图 甲 A 待测电压表 量程3V 内阻未知 B 定值电阻R0 阻值2k 额定电流50mA C 多用电表D 直流电源E 电动势小于3V 内阻不计 E 单刀双掷开关SF 导线若干该同学利用上述所给的器材 进行如下操作 图甲 图乙 用多用电表进行粗测 该同学选择 100 倍率 用正确的操作方法测量 刻度盘上的指针如图 甲 所示 那么测量结果是 为了更准确地测量这只电压表的阻值 该同学已连接好实验电路如图 乙 所示 请你帮他写出测量步骤 a b 利用已知和所测的物理量表示电压表的内阻 其表达式为 4000 将开关S置于1 读出电压表的示数U1 将开关S置于2 读出电压表的示数U2 主题四 运用闭合电路欧姆定律测量定值电阻 变式5 2012 广东高考 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 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 a 和图 b 所示 长度为 cm 直径为 mm 主题四 运用闭合电路欧姆定律测量定值电阻 5 01 5 315 按图 c 连接电路后 实验操作如下 a 将滑动变阻器R1的阻值置于最 处 填 大 或 小 将S2拨向接点1 闭合S1 调节R1 使电流表示数为I0 b 将电阻箱R2的阻值调至最 填 大 或 小 将S2拨向接点2 保持R1不变 调节R2 使电流表示数仍为I0 此时R2阻值为1280 由此可知 圆柱体的电阻为 主题四 运用闭合电路欧姆定律测量定值电阻 大 大 1280 变式6 2013 广东高考 图 a 是测量电阻RX的原理图 学生电源输出电压可调 电流表量程选0 6A 内阻不计 标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30 0cm 根据原理图连接图 b 的实物图 断开S2 合上S1 调节电源输出电压为3 0V时 单位长度电阻丝为电压u V cm 记录此时电流表A1的示数 主题四 运用闭合电路欧姆定律测量定值电阻 0 10 保持S1闭合 合上S2 滑动c点改变ac的长度L 同事调节电源输出电压 使电流表A1的示数与步骤 记录的值相同 记录长度L和A2的示数I 测量6组L和I值 测量数据已在图 c 中标出 写出RX与L I u的关系式RX 根据图 c 用作图法算出RX 主题四 运用闭合电路欧姆定律测量定值电阻 6 04 课外演练 1 用伏安法测定一段阻值约为5 左右的金属导线的电阻率 要求测量结果尽量准确 现备有以下器材 A 电池组 3V 内阻1 B 电流表 0 3A 内阻约0 0125 C 电流表 0 0 6A 内阻约0 125 D 电压表 0 3V 内阻约3k E 电压表 0 15V 内阻约15k F 滑动变阻器 0 20 额定电流1A G 滑动变阻器 0 2000 额定电流0 3A H 电键 导线 则该实验中合理选用的器材是 填写器材的字母代号 滑动变阻器是 电压表是 电流表是 F C D 课外演练 2 某待测电阻的额定电压为3V 阻值大约为10 为测量其阻值 实验室提供了下列可选用的器材A 电流表A1 量程300mA 内阻约1 B 电流表A2 量程0 6A 内阻约0 3 C 电压表V1 量程3 0V 内阻约3k D 电压表V2 量程5 0V 内阻约5k E 滑动变阻器R1 最大阻值为50 F 滑动变阻器R2 最大阻值为500 G 电源E 电动势4V 内阻可忽略 H 电键 导线若干 为了尽可能提高测量准确度 应选择的器材为 只需填写器材前面的字母即可 电流表 电压表 滑动变阻器 A E C 课外演练 图4 1给出的测量电路中 最合理的电路是 若采用你选用的最佳电路测量电阻 则电阻测量结果比真实值偏 选填 大 小 若已知实验所用的电流表内阻的准确值为RA 那么准确测量该电阻阻值的电路应选图4 1中的 若此时测得电流为I 电压为U 则电阻测量值为Rx 用题 中字母代号表示 D 小 C 课外演练 3 在 测定金属的电阻率 的实验中 用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图4 2所示 用米尺测出金属丝的长度L 金属丝的电阻大约为5 先用伏安法测出金属丝的电阻Rx 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 1 从图中读出金属丝的直径为 mm 2 为此取来两节新的干电池 开关和若干导线及下列器材 A 电压表0 3V 内阻约10k B 电压表0 15V 内阻约50k C 电流表0 0 6A 内阻约0 05 D 电流表0 3A 内阻约0 01 E 滑动变阻器 0 10 F 滑动变阻器 0 100 0 680 课外演练 某同学实验中实物接线如图4 3所示 请指出该同学实物接线中的两处明显错误 错误1 错误2 导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 课外演练 4 在伏安法测电阻的实验中 备用器材有电压表 内阻约为20k 电流表 内阻约为10 电池 滑动变阻器 最大值20 电键 导线 要求选择能够尽量减小误差的电路图进行实验 将得到的被测电阻的电压 电流数据用实心圆点标于坐标图上 如图4 4所示 1 请根据各点表示的数据描出被测电阻的I U图线 2 由图线求得该电阻的阻值Rx 保留两位有效数字 3 将实验所使用的电路图画在右边的方框中 2 4 103 课外演练 5 某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值 给定器材及规格为 电流表A 量程为0 5mA 内阻约为10 电压表V 量程为0 3V 内阻约为3k 最大阻值约为100 的滑动变阻器 电源E 电动势约3V 开关S 导线若干 由于不知道未知电阻的阻值范围 使用多用电表粗测未知阻值的电阻 测量结果如图4 5 甲 所示 读出其阻值大小为 500 课外演练 经分析 该测量误差较大 需作改进 某同学采用如图 乙 电路的伏安法测量 请按实验要求直接在图 乙 上补充画出未连接的导线 对改进电路进行测量 并根据测量数据画出了如图 丙 所示的U I图像 得Rx 计算结果保留三位有效数字 600 课外演练 6 某实验小组采用如图4 6 甲 所示的电路测量规格为 6V 0 5A 的小型直流电动机中线圈的电阻 阻值约为几欧姆 R0是阻值为3 0 的定值电阻 调节R时 应控制电动机 转动或不转动 时读出电流表 电压表的示数 若电压表示数是2 5V 电流表示数如图4 6 乙 所示 读得电流表示数是 A 使用测得数据 计算电动机线圈电阻为 该电动机正常工作时输出的机械功率为 W 由于 选填 电流表内阻 或 电压表内阻 的影响 测得的电动机线圈电阻比实际值偏 选填 大 或 小 M 不转动 小 电压表内阻 2 5 2 0 0 5 课外演练 7 在测量一根粗细均匀合金丝电阻Rx的实验中 待测合金丝电阻Rx约5 现提供的仪器有 A 电压表V 内阻约为10k 量程为3V B 电流表A1 内阻约为3 量程为0 6A C 电流表A2 内阻约为0 1 量程为3 0A D 滑动变阻器R 阻值为0 5 额定电流为2A E 电源E 电动势为5V 内阻为1 F 一个开关 导线若干 要求准确地测出其电阻 电流表应选用 填序号 某同学根据以上仪器 按图示连接实验线路 在实验中发现电流表示数变化范围较小 请你用笔画一条线在图中进行补充 使电流表示数的变化范围变大 补充后的电路测量结果比真实值偏 填 大 或 小 B 小 课外演练 8 2014 省实检测 某小组进行 测定金属丝电阻率 的实验 1 用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示 读数是 mm 用多用电