7-4实验：探究导体电阻与其影响因素的定量关系

1 这一套实验资料 每个实验的题都太多 做起来很繁 一定这一套实验资料 每个实验的题都太多 做起来很繁 一定 要精减至少一半要精减至少一半 7 47 4 实验 探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验 探究导体电阻与其影响因素的定量关系 思考与讨论 思考与讨论 本实验的原理是怎样的 需要哪些器材 简述本实验的操作步骤 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 RS L d2R 4L 由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小 所以测量电路应该选用伏安法中的电流 表外接法 本实验对电压的调节范围没有特殊要求 被测电阻又较小 因此供电电路可以 选用限流电路 实验器材 电阻丝 米尺 螺旋测微器 安培表 伏特表 直流电源 滑动变阻 器 电键一个 导线若干 温度计 实验步骤 1 用螺旋测微器在被测金属导线上多个位置 不同方向各测几次直径 求出其平均值 d 2 检查电表的指针是否指在零刻度线 若不是应进行调零 3 确定电表量程 按电路图连接好实验电路 4 调节变阻器滑片到使接入电路中的阻值最大的位置 5 检查接线是否正确 尤其是电表正负极不接反 量程妥当 然后接通电路 6 调节滑动变阻器的阻值 在表中记录多组U I对应数据 断开电键 求出导线电 阻R的平均值 7 以毫米刻度尺的不同刻度为起点 分别测量电阻丝的长度L 求出平均值 8 记下实验时温度计的示数 作为测量电阻率时的条件 9 实验完毕 整理好器材 2 在进行电路实验时 选择仪器的基本原则有哪些 仪器选择一般应考虑三方面的因素 1 安全因素 如通过电源和电阻的电流超过其允许的最大电流 2 误差因素 如选用电表量程应考虑尽可能减小相对误差 电压表 电流表要尽 可能使指针接近满刻度的量程 其指针应偏转到满刻度的 2 3 左右 够用 量程尽量小 使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率档位 3 便于操作 如选用滑动变阻器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 滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线 否则不便于调节 典例精选 典例精选 例 1 在 测定金属的电阻率 实验中 以下操作中正确的是 A 用米尺量出金属丝的全长三次 算出其平均值 B 用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径 算出其平均值 2 C 用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路 多次测量后算出其平均值 D 实验中应保持金属丝的温度不变 答案 答案 BD 例 2 为了测定一根长为 20 00 Cm 直径为 0 220 mm 的镍铬丝的电阻率 电阻 率约为 1 10 6 m 提供下列器材 A 电动势为 3V 的直流电源一个 B 电动势为 15V 的直流电源一个 C 量程为 O 200 A 内阻约为 3 7k 的电流表一个 D 量程为 O 20 mA 内阻约为 40 的电流表一个 E 量程为 O 1A 内阻约为 0 4 的电流表一个 F 量程为 O 3V 内阻约为 5k 的电压表一个 G 量程为 O 15V 内阻约 50k 的电压表一个 H 阻值为 0 10 额定电流为 1A 的滑动变阻器一个 I 阻值为 O 1k 额定电流为 0 1A 的滑动变阻器一个 J 电键一个 K 导线若干 请按实验需要 选出适当的器材 然后在方框中画出电原理图 答案 分压 限流都可以 电流表外接 元件 A E F H J K 此题不好 有争议 例 3 0808 江苏省南京市江苏省南京市 4 4 月高三调研考试 月高三调研考试 15 分 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 用米 尺测量金属丝的长度l 0 810m 金属丝的电阻大约为 4 先用伏 安法测出金属丝的电阻 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 在用伏安法测定金属丝的电阻时 除被测电阻丝外 还有 如下供选择的实验器材 A 直流电源 电动势约 4 5V 内阻很小 B 电流表 A1 量程 0 0 6A 内阻 0 125 C 电流表 A2 量程 0 3 0A 内阻 0 025 D 电压表 V 量程 0 3V 内阻 3k E 滑动变阻器R1 最大阻值 10 F 滑动变阻器R2 最大阻值 50 G 开关 导线等 在可供选择的器材中 应该选用的电流表是 应该选用的滑动变阻器是 3 根据所选的器材 在答案卷的方框中画出实验电路图 4 若据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx 4 1 则这种金属材料的电阻率为 m 保留二位有效数字 答案 1 0 520 2 分 2 B 2 分 F E E 4 11 2 10 6 1 1 101 1 10 6 6 V A Rx R SE 3 问题 有的答案滑动变阻器选 E 有的选 F 到底选哪个 为什么 电路为什么选限流不选分压 肯定选大的变阻器 限流的话电压表测出的电压是变阻器的电压 因为变阻器和被测 电阻并联 电流表测电阻电路上的电流这样直接就可以用伏安法测出电流电压 变阻器主 要就是起保护作用在不知道被测电阻的具体电阻时 尽量选择大的变阻器 接入时应将变阻 器调制最大时再慢慢调节不能调至最小 你可以在电流电压稳定时取得电压电流数据 直接 就可以算出电阻率 例 4 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 滑线变阻器 电源 电键 待测电阻 约为 250 及导线若干 U V I mA 0 5 10 15 20 25 5 4 3 2 1 图 7 4 22 图 7 4 23 图 7 4 24 1 画出测量 R 的电路图 2 图 1 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 值的步骤 求出的电 4 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 2 图 3 所示 由图可知其长度为 直径为 4 由以上数据可求出 保留 3 位有效数字 答案 1 或 2 作 U I 直线 舍去左起第 2 点 其余 5 个点尽量靠近直线且均匀分布在直线 两侧 求该直线的斜 K 则 R K 229 221 237 均为正确 3 0 800cm 0 194cm 4 8 46 10 2 m 8 16 10 2 8 76 10 2 m 均为正确 能力提升 能力提升 1 为了测量一微安表头 A 的内阻 某同学设计了如图所示的电路 图中 A0是标准电 流表 R0和 RN分别是滑动变阻器和电阻箱 S 和 S1分别是单刀双掷开关和单刀开关 E 是 电池 完成下列实验步骤中的填空 1 将 S 拨向接点 1 接通 S1 调节 使待测表头指 针偏转到适当位置 记下此时 的读数 I 2 然后将 S 拨向接点 2 调节 使 记下 此时 RN的读数 3 多次重复上述过程 计算 RN读数的 此即为待 测微安表头内阻的测量值 解析 1 R0 标准电流表 A0 2 RN 标准电流表 A0的示数为 I 3 平均值 2 01年春招北京 安徽卷 在测定金属电阻率的实验中 用伏安法测量电阻 将实 验电路图画在方框中 为了完成整个实验 除你在电路中已画出的器材外 还需要用哪些 仪器 用这些仪器测量哪些量 答 计算电阻率的公式是 参考答案参考答案 实验电路图如图 4 分 变阻器接成分压电路和电流表 内接 的都同样给分 电路图 中有任何错误都不给这 4 分 用螺旋测微器测量金属丝的直径 d 1 分 用米尺测金属丝的长 度 L 1 分 2 分 式中 U 是电压 IL Ud 4 2 表测得的电压值 I 是电 流表测得的电流值 5 3 2011 天津天津 某同学测量阻值约为 25k 的电阻 RX 现备有下列器材 A 电流表 量程 122 A 内阻约 2k B 电流表 量程 500 A 内阻约 300 C 电压表 量程 15V 内阻约 100k D 电压表 量程 50V 内阻约 500k E 直流电源 20V 允许最大电流 1A F 滑动变阻器 最大阻值 1k 额定功率 1W G 电键和导线若干 电流表应选 电压表应选 填字母代号 该同学正确选择仪器后连接了以下电路 为保证实验顺利进行 并使测量误差 尽量减小 实验前请你检查该电路 指出电路在接线上存在的问题 4 20092009 江苏物理卷 江苏物理卷 有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示 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 6 金棒的电阻约为几个欧姆 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 改正电路后 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 表述 1 9 940 2 3 dD L 4 解析 1 游标卡尺的读数 按步骤进行则不会出错 首先 确定游标卡尺的精度为 20 分度 即为 0 05mm 然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数 99 00mm 注意小数点后 的有效数字要与精度一样 再从游标尺上找出对的最齐一根刻线 精度格数 0 058mm 0 40mm 最后两者相加 根据题目单位要求换算为需要的数据 99 00mm 0 40mm 99 40mm 9 940cm 2 本实验为测定一个几欧姆的电阻 在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时 因为安培表的内阻较小 为了减小误差 应用安培表外接法 线的连接使用的是安培表 内接法 3 审题是处理本题的关键 弄清题意也就能够找到处理本题的方法 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 即 而电阻 R 满足 R2 Rd RD 2 2 d L Rd 2 2 D L RD 将 Rd RD带入得 dD L R 4 5 20092009 广东物理卷 广东物理卷 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 所用的器材包括 输出为 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 并在金属丝上夹上一个小 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 14 7 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 15 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 16 所示 金属丝的直径是 图 15 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 答案 电路图如图所示 读出接入电路中的金属丝 的长度 10 4 毫安表内阻与电阻箱 毫安表内阻与电阻箱 稳压电源内阻可不计 0 200mm 金属丝的电阻率 9 80 10 7 m 解析 依据实验器材和实