2012高考物理一轮能力提升 7-5测定金属的 电 阻 率描绘小灯泡的伏安特性曲线考点+重点+方法

1 测定金属的测定金属的 电电 阻阻 率描绘小灯泡的伏安特性曲线率描绘小灯泡的伏安特性曲线 教学要求教学要求 1 掌握金属丝电阻率的测量方法 2 学会描绘小灯泡伏安特性曲线 并分析其特点 知识再现知识再现 一 测定金属的电阻率一 测定金属的电阻率 1 实验目的 掌握电流表 电压表的使用原则和读数方法以及滑动变阻器的使用方 法 学会正确地使用螺旋测微器 掌握螺旋测微器的读数方法 掌握用伏安法测电阻的 方法 测定金属的电阻率 2 实验原理 把金属丝接人电路中 用 测金属丝两端的电压 用 测金属丝中的电流 利用欧姆定律 R 得到金属丝的电阻 R 用米尺量得金属 丝的长度 L 用 量得金属丝的直径 d 算出横截面积 S 利用电阻定律 R 得出 金属丝电阻率的公式 3 实验器材 米尺 最小刻度为毫米 一个 一个 和 各一只 阻值范围 0 50 一 个 电池两节 开关一个 一条适当长度的铁铬铝合金 镍铬合金等金属导线 长 0 5 1 m 直径 0 4 mm 左右 电阻 5 10 和连接导线若干 4 实验步骤 用螺旋测微器测量金属导线的直径 再由直径算出金属导线的横截面 积 用米尺测量接人电路中的被测金属导线的长度 按图所示电路图连接好电路 注意 滑动变阻器应调在阻值最大的位置 电流表 电压表量程要选择恰 当 闭合开关 S 调节滑动变阻器的滑动触片 使电流表 电压 表分别有一适当的读数 并记录下来 继续调节滑动变阻器的滑动 触片 重复步骤 4 做三次 记录下每次电流表和电压表的读 数 打开开关 S 拆除电路 整理好实验器材 将各次记录的 数据填入下表 1 导线长度 L 2 导线横截面积 S 3 导线的电阻 R 4 导线材料的电阻率 二 描绘小灯泡的伏安特性曲线二 描绘小灯泡的伏安特性曲线 1 实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线 分析曲线的变化规律 2 实验原理 金属导体的电阻率随温度的升高而 从而使金属导体的电阻随 温度的升高而 对一只小灯泡来说 不发光 不正常发光和正常发光的灯丝 的电阻值可相差几倍或几十倍 因此 它的伏安特性曲线应该是一条 3 实验器材 4 6 V 直流学生电源 小灯泡 滑动变阻 器 开关 导线 坐标纸 4 实验步骤 确定电流表 电压表的量程 使开关处于断开状态 按图所示的原理电路 2 图连接好电路 将滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的 A 端 电路检查无误后 闭合开 关 S 改变滑动变阻器滑动片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数 I 和 U 记 入记录表格内 断开开关 S 在坐标纸上建立一个直角坐标系 纵轴表示 横轴 表示 对实验数据进行描点 用平滑曲线将各数据点连接起来 便得到伏安特性 曲线 拆去实验线路 整理实验器材 重点突破 知识点一测量电阻丝时电路的选择测量电阻丝时电路的选择 由于电阻丝的阻值较小 所以用伏安法测其电阻时 应有相关的要求 应用应用 1 1 07 佛山质量检测 测定金属丝的电阻 阻值 3 5 时 给定的实验器材的实 物如下图所示 要求通过金属丝的电流可以在 0 0 6A 之间变化 请在方框中画出实验电路 图 并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图 导示导示 金属丝的电阻阻值 3 5 与电流表内阻相差不大 所以是小电阻 应用电流表的外 接法 题中要求通过金属丝的电流可以在 0 0 6A 之间变化 所以变阻器要接成分压式 电 路和实物接线图如图所示 知识点二器材选择与计算方法器材选择与计算方法 测量一段材料电阻率时 应根据其电阻阻值情况 合理选择器材与电路 当然还要测出 其它相关物理量 才能测出电阻率 应用应用 2 2 06 广州市统考卷 图中 甲图为一段粗细均匀的新型导电 材料棒 现测量该材料的电阻率 1 首先用多用电表的欧姆档 倍率为 10 粗测其电阻 指针位 置如图乙所示 其读数R 2 然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻 A 电流表 量程为 0 6A 内阻约为 0 1 B 电压表 量程为 3V 内阻约为 3k C 滑动变阻器 最大阻值为 20 额定电流 1A D 低压直流电源 电压 6V 内阻忽略 F 电键 K 导线若干 在方框中画出实验电路图 3 如果实验中电流表示数为I 电压表示数为U 并测出该棒的 长度为L 直径为d 则该材料的电阻率 用测出 的物理量的符号表示 3 导示导示 1 第一个问题实际上是对这种新材料电阻进行粗测 则该电阻阻值为 200 2 本小题是对实验中的材料和电路的选择 由于各器材都是唯一 的 所以接下来是电路的设计 粗测该电阻阻值为 200 比电流表 内阻大得多 比电压表小的倍数不大 所以被测电阻是大电阻 应选 用电流表的内接法 滑动变阻器总阻值只有 20 所以应接成分压式 电路如图所示 3 根据部分电路欧姆定律 R U I 电阻定律 R l s 可求得 LI dU 4 2 知识点三小灯泡的伏安特性实验设计小灯泡的伏安特性实验设计 应用应用 3 3 在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中 实验室各有下列 器材供选择 A 待测小灯泡 3 0V 0 6W B 电流表 量程 200mA 内阻约为 20 C 电流表 量程 0 6A 内阻约为 5 D 电压表 量程 3 0V 内阻约为 10k E 电压表 量程 6 0V 内阻约为 20k F 滑动变阻器 最大阻值为 100 额定电流 50mA G 滑动变阻器 最大阻值为 10 额定电流 1 0A H 电源 电动势为 4 0V 内阻不计 I 电键及导线等 1 为了使实验完成的更好 电流表应选用 电压表应选用 滑动变阻器应选用 只需添器材前面的 字母即可 2 请在线框内画出实验电路图 导示导示 1 小灯泡正常工作时 流过的电流为 0 2A 故电流表应选 B 电压表 D 的量程与小 灯泡的额定电压相等 电压表应选 D 滑动变阻器 F 阻值太大 不易调节 电路 所以滑动变阻器应选 G 2 小灯泡电阻小 电流表内阻大 所以应选用电流表外接法 由于小 灯泡的电压要从零开始调节 所以滑动变阻器应选用分压电路 如图所示 知识点四数据处理与实数据处理与实验结论验结论 应用应用 4 4 某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据 次序 U VI A 灯泡情况 10 20 02 20 60 06 不亮 310 1 41 40 14 微亮 51 80 17 62 20 19 逐渐变亮 72 60 2 830 205 正常发光 1 在甲图上画出I U图线 2 从图线上可以看出 当功率逐渐增大时 灯丝电阻的变化情 4 况是 这表明金属导体的电阻随温度升高而 3 有一个同学在做好了上面的试验后 自己又接了一个电路 如图乙所示 经检查电路 连接完全正确 接触良好 闭合电键后 发现两只灯泡中仅有一只发光 老 师检查后也肯定电路连接没有问题 你认为问题可能是 导示导示 1 如图所示 2 从图线上可以看出 当功率逐渐增大时 灯丝电阻的变化情 况是开始几乎不变 后来逐渐增大 这表明金属导体的电阻随温度 升高而增大 3 两只灯的额定功率不同 灯丝电阻大小不等 灯丝电阻小的 实际功率就小 有可能不发光 成功体验 1 影响物质材料电阻率的因素很多 一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大 而半导 体材料的电阻率则与之相反 随温度的升高而减少 某课题研究组需要研究某种导电材料的 导电规律 他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验 测量元件 Z 中的电流 随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律 1 他们应选用下图所示的哪个电路进行实验 答 2 按照正确的电路图连接下图的实物图 3 实验测得元件 Z 的电压与电流的关系如右表所示 根据表中数据 判断 元件 Z 是金属材料还是半导体材料 答 4 把元件 Z 接入如下左图所示的电路中 当电阻 R 的阻值为 R1 2 时 电流表的读数为 1 25A 当电阻 R 的阻值为 R2 3 6 时 电流表的读数 为 0 80A 结合上表数据 求出电池的电动