【学海导航】高三物理一轮复习 第7章 第3节 实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线课件 新人教版.ppt

第3节实验 测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 实验 描绘小电珠的伏安特性曲线 考点1 电表的改装与读数 例1 一毫安表头满偏电流为9 90ma 内阻约为300 要求将此毫安表头改装成量程为1a的电流表 其电路原理如图7 3 9所示 图中 是量程为2a的标准电流表 r0为电阻箱 r为滑动变阻器 s为开关 e为电源 图7 3 9 1 完善下列实验步骤 将虚线框内的实物图按电路原理图连线 将滑动变阻器的滑动头调至 端 填 a 或 b 电阻箱r0的阻值调至零 合上开关 调节滑动变阻器的滑动头 增大回路中的电流 使标准电流表读数为1a 调节电阻箱r0的阻值 使毫安表指针接近满偏 此时标准电流表的读数会 填 增大 减小 或 不变 多次重复步骤 直至标准电流表的读数为 同时毫安表指针满偏 2 回答下列问题 在完成全部实验步骤后 电阻箱使用阻值的读数为3 1 由此可知毫安表头的内阻为 用改装成的电流表测量某一电路中的电流 电流表指针半偏 此时流过电阻箱的电流为 a 对于按照以上步骤改装后的电流表 写出一个可能影响它的准确程度的因素 切入点 电流表改装的原理 解析 1 将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了保护毫安表 在调节电阻箱时 由于接入回路的电阻增加 故电流表电流会减小 为了能成功改装为1a的量程的电流表 需要通过调节滑动变阻器使标准电流表示数回到1a 答案 1 如图 b 减小 1a 2 310 0 495 0 494 0 496均可 例如 电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化 标准表和毫安表头的读数误差 电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等等 点评 电表的改装是利用了并联电路分流的作用 串联电路分压的作用而扩大量程的 熟悉分流分压特点是解决这类问题的关键 考点2 电路设计及数据处理 例2 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究这一现象 用实验得到如下数据 i和u分别表示小灯泡上的电流和电压 1 在图7 3 10的虚线框中画出实验电路图 可用的器材有 电压表 电流表 滑动变阻器 变化范围0 10 电源 小灯泡 电键 导线若干 2 在坐标系中画出小灯泡的u i曲线 3 如果测得电池的电动势1 5v 内阻2 0 问 将本题中的小灯泡接在现在电路上的实际功率是多少 简要写出求解过程 图可直接画在第 2 小题的方格图中 图7 3 10 切入点 从实验数据可推算出小灯泡的电阻值入手 解析 1 小灯泡的电阻约是几欧 因此采用电流表外接法 电压应从零开始增大 且变化范围大 应采用分压电路 故实验电路如图 a 所示 2 小灯泡的u i特性曲线如图 b 中曲线 3 将灯泡接在电源上时 灯泡两端电压等于路端电压 而灯泡中电流等于总电流 根据u e ir 若作出路端电压u与总电流i的图线 应是一直线 它与小灯泡的u i图线只有一个交点 即得小灯泡工作电流为0 35a 工作电压为0 80v 从而求出小灯泡实际功率为0 28w 点评 实验设计可用下面的方框图表示 考点3 仪器和电路的选择 例3 有一个小灯泡标有 6v 0 6w 的字样 现在要用伏安法测量这个灯泡的i u图线 有下列器材可供选用 a 电压表 0 5v 内阻10k b 电压表 0 10v 内阻20k c 电流表 0 0 3a 内阻1 d 电流表 0 0 6a 内阻0 4 e 滑动变阻器 30 2a f 学生电源 直流9v 还有开关和导线 1 实验中电压表应选 电流表应选 用序号字母表示 2 为使实验误差尽可能减小 画出实验电路图 切入点 从实验原理出发 选择器材 电路 解析 1 电流表 电压表的选择由小灯泡的标识可知其额定电压为u1 6v 额定电流为i1 0 1a 在额定电压下的电阻为r 60 为了安全 小灯泡两端所加电压不能超过6v 通过小灯泡的电流不能超过0 1a 要测i u图线 其电压变化范围应在0 6v间 因此电压表应选择b 电流表应选择c 2 电流表内外接法的选择由于电流表 电压表内阻的影响 不管采用电流表内接还是外接都将引起系统误差 本实验中小灯泡的最大电阻约r1 60 r1 rv 为了减小误差 应当用电流表外接法 3 控制电路的选择本题中若采用限流电路 其电路中的最小电流是imin 0 1a 显然不符合实验要求 且实验数据应包括电压在零附近的数值 故只能用分压接法 实验电路图如右图所示 点评 仪器的选择一般应考虑三方面的因素 一是安全因素 例如通过电源 电表和电阻的电流不能超过其允许的最大电流 二是误差因素 例如选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差 三是便于操作 例如选用滑动变阻器时 应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求 又便于调节 考点4 考查实际操作和故障处理 例4 2011 福建 某同学在探究规格为 6v 3w 的小电珠伏安特性曲线实验中 在小电珠接入电路前 使用多用电表直接测量小电珠的电阻 则应将选择开关旋至 挡进行测量 填选项前的字母 a 直流电压10vb 直流电流5mac 欧姆 100d 欧姆 1 图7 3 11 该同学采用图7 3 11甲所示的电路进行测量 图中r为滑动变阻器 阻值范围0 20 额定电流1 0a l为待测小电珠 为电压表 量程6v 内阻20k 为电流表 量程0 6a 内阻1 e为电源 电动势8v 内阻不计 s为开关 在实验过程中 开关s闭合前 滑动变阻器的滑片p应置于最 端 填 左 或 右 在实验过程中 已知各元器件均无故障 但闭合开关s后 无论如何调节滑片p 电压表和电流表的示数总是调不到零 其原因是 点至 点的导线没有连接好 图甲中的黑色小圆点表示接线点 并用数字标记 空格中请填写图甲中的数字 如 2点至3点 的导线 该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图7 3 11乙所示 则小电珠的电阻值随工作电压的增大而 填 不变 增大 或 减小 解析 滑动变阻器滑片应置于左端 使两电表示数均从零开始