广东省深圳市高二物理《测定金属的电阻率》课件.ppt

例1 2009 广东高考 某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率 所用器材包括 输出电压为3v的直流稳压电源 电流表 待测金属丝 螺旋测微器 千分尺 米尺 电阻箱 开关和导线等 1 他们截取了一段金属丝 拉直后固定在绝缘的米尺上 并在金属丝上夹一个小金属夹 金属夹可在金属丝上移动 请根据现有器材 设计实验电路 并连接电路实物图 如图实七 6甲 2 实验的主要步骤如下 正确连接电路 设定电阻箱的阻值 开启电源 合上开关 读出电流表的示数 记录金属夹的位置 断开开关 合上开关 重复 的操作 3 该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据 并据此绘出了图乙的关系图线 其斜率为 a 1 m 1 保留三位有效数字 图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了 的电阻之和 4 他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图丙所示 金属丝的直径是 图乙中图线的斜率 电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是 其数值和单位为 保留三位有效数字 标准解答 本题考查学生对测定电阻率实验的了解和基本仪器的使用 考查实验数据的处理 数据运算和实验误差的理解 考查分析能力 实验与探究能力 1 实物图连接如图 答案 例2 2009 江苏高考 有一根圆台状匀质合金棒如图实七 7甲所示 某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率 长度l和两底面直径d d有关 他进行了如下实验 1 用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d d和长度l 图乙中游标卡尺 游标尺上有20个等分刻度 的读数l cm 2 测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示 相关器材的参数已在图中标出 该合金棒的电阻约为几欧姆 图中有一处连接不当的导线是 用标注在导线旁的数字表示 3 电路改正后 通过实验测得合金棒的电阻r 6 72 根据电阻定律计算电阻率为 长为l 直径分别为d和d的圆柱状合金棒的电阻分别为rd 13 3 rd 3 38 他发现 在误差允许范围内 电阻r满足r2 rd rd 由此推断该圆台状合金棒的电阻r 用 l d d表示 标准解答 本题源于课本中测量金属导线的电阻率 考查游标卡尺的读数 电路图的连接 测电阻 意在考查考生对基本仪器 基本电路的掌握情况 同时题目又大胆创新 将圆柱体变化为圆台状导体 有效考查了学生对实验的迁移能力 1 主尺读数为9 9cm 99mm 游标尺读数为8 0 05mm 0 40mm 故读数l 99mm 0 40mm 99 40mm 9 940cm 答案 1 2009 海南高考 某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度 读出图实七 8中的示数 该金属圆片的直径的测量值为 cm 厚度的测量值为 mm 解析 游标卡尺的读数为 12mm 8 0 05mm 12 40mm 1 240cm螺旋测微器的读数为 1 5mm 18 2 0 01mm 1 682mm 答案 1 2401 682或1 683 2 2010 天津模拟 某小组的两位同学采用 伏安法 测金属丝的电阻实验中 根据同一组数据进行正确描点后 甲 乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线 如图实七 9甲 乙所示 根据你对实验的理解 你认为同学 的图线正确 根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为 保留两位有效数字 解析 当金属丝两端电压为零时 通过的电流也为零 因此图线必过原点 故甲同学的图线正确 在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一个点 其坐标值为 0 4a 1 52v 故金属丝电阻为 答案 甲3 8 3 在 测定金属的电阻率 实验中 提供的电源是一节内阻不计的干电池 被测金属丝的直径小于1mm 长度约为80cm 阻值约为3 使用的电压表有3v 内阻约为3k 和15v 内阻约为15k 两个量程 电流表有0 6a 内阻约为0 1 和3a 内阻约为0 02 两个量程 供限流用的滑动变阻器有最大阻值分别为10 100 1500 的三种 可供选择的实验电路有如图实七 10甲 乙所示的两种 用螺旋测微器测金属丝的直径如图丙所示 则 1 螺旋测微器的示数是 mm 2 为减小电阻的测量误差 应选用 图所示的电路 3 为在测量中便于调节 应选用最大阻值为 的滑动变阻器 4 电压表的量程应选用 v 5 电流表的量程应选用 a 解析 1 固定尺上的读数为2mm 可动尺上的读为所以螺旋测微器的示数为2 0mm 0 250 0 001 mm 2 250 0 001 mm 2 由于金属丝的电阻小 所以应采用电流表外接法 即选用乙图所示电路 3 由于实验所用电源是一节干电池 其电动势e 1 5v 所以用最大阻值为10 的滑动变阻器做限流电阻 才能使电路中的电流有明显变化时操作方便 4 加在电压表两端的电压不超过1 5v 所以电压表的量程应选用3v 5 当滑动变阻器连入电路的电阻为零时 电路中的电流最大 所以电流表的量程应选用0 6a 答案 1 2 250 0 001 2 乙 3 10 4 3 5 0 6 4 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图实七11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 请你根据以上数据判断 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 3 若导线的电阻率 5 1 10 7 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 解析 答案 5 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 总电阻为20 电源 电键 待测电阻 约为250 及导线若干 1 画出测量r的电路图 要求能尽量减小测量误差 2 图实七 12中的6个点表示实验中测得的6组电流i 电压u的值 试写出根据此图求r的步骤 求出电阻值r 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 结果分别如图实七 13 14所示 由图可知其长度为 cm 直径为 cm 4 由以上数据可求出 保留3位有效数字 解析 1 如图所示 2 作u i直线 舍去左起第二点 其余5个点尽量落在直线上或均匀分布在直线两侧 由图象可得直线的斜率k r 则 221 237均可 3 长度l 8mm 0 0 02mm 8 00mm 0 800cm 答案 6 探究创新 冬季和春季降水量小 广东沿海附近江河水位较低 涨潮时海水倒灌 出现所谓的 咸潮 现象 使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高 水质受到影响 为了研究 咸潮 出现的规律 某同学设计了一个监测河水电阻率的实验 他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极 如图实七 15甲所示 两电极相距l 0 314m 其间充满待测的河水 安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径 结果如图丙所示 他还选用了以下仪器 量程为15v 内阻约为300k 的电压表 量程为300 a 内阻约为50 的电流表 最大阻值为1k 的滑动变阻器 电动势e 12v 内阻r 6 的电池组 开关各一个以及导线若干 图丁所示坐标系中包括坐标为 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 根据以上材料完成下列问题 1 测量玻璃管的内径时 应用图乙所示的游标卡尺的a b c三部分中的 部分与玻璃管内壁接触 填代号 2 由图丙可知 玻璃管的内径d mm 3 待测河水的电阻率 为多大 写出推导和计算过程 结果保留两位有效数字 4 图戊所示的仪器部分已连线 请将其他部分连接成能测出图丁中数据的实物连接图 5 开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至 端 解析