高考物理一轮复习第7章恒定电流实验8探究导体电阻与其影响因素包括材料的关系学案.docx

实验8探究导体电阻与其影响因素（包括材料）的关系实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R实验器材电源，开关，滑动变阻器，电压表，刻度尺，四段不同的金属导体a、b、c、d（a、b、c为镍铬合金丝，d为康铜丝；a、b长度不同，横截面积相同；c横截面积与a不同，长度相同；d的横截面积与长度都与a相同）。实验步骤（1）测量各段金属丝的横截面积。（2）请按照如图1所示的电路图连接好电路，并将滑动变阻器调到阻值最大处。图1（3）测量金属丝接入电路的有效长度。（4）闭合开关，用电压表分别测量a、b、c、d四段金属丝两端的电压，从而知道它们的电阻比。（5）比较a、b的电阻之比与它们的长度之比；比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比；比较a、d的电阻是否相等。（6）改变滑动变阻器滑片的位置，获得多组实验数据。（7）总结得出导体的电阻与它的长度、横截面积、材料这三个因素的关系。注意事项（1）通电时间不宜太长，电流要小。（2）开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要取最大值。（3）注意电表的正、负接线柱接线是否正确，量程要适当。（4）导线长度测量要注意测导线接入电路的有效长度。热点一教材原型实验【例1】“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如图2所示，a、b、c、d是四种不同的金属丝。现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规格如下表所示。图2编号材料长度/m横截面/mm2A镍铬合金0.80.8B镍铬合金0.50.5C镍铬合金0.30.5D镍铬合金0.31.0E康铜合金0.30.5F康铜合金0.80.8（1）电路中四种金属丝应分别选用上表中的（用编号表示）。（2）某学生对实验数据分析归纳出：电路图中四种金属丝的电阻R与长度L、横截面积S的关系可用比例式R来表示。你认为是否正确，为什么？_（3）在交流合作时，有位同学提出用如下图3所示的电路，只要将图中P端分别和1、2、3、4相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，请你对其作出评价。图3解析（1）本实验采用的是控制变量法，分别选用导体材料相同、横截面积相同时，导体的长度不同，B、C符合要求；选用导体材料相同、长度相同时，导体的横截面积不同，C、D符合要求；选用导体横截面积相同、长度相同时，导体的材料不同，C、E符合要求。故选B、C、D、E。（2）不正确，因为它们的材料不完全相同（3）不能探究出。实验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等答案（1）BCDE（2）见解析（3）见解析热点二实验拓展创新【例2】（2016浙江理综）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 k的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 的电流表。采用分压电路接线，图4甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 。图4（1）测R1阻值的最优连接方式为导线连接（填a或b）、导线连接（填c或d）。（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53（3）已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选（填选项）。A.连接a，连接c B.连接a，连接dC.连接b，连接c D.连接b，连接d解析（1）因电压表的内阻远大于待测电阻R1的阻值，则电流表采用外接法，而滑动变阻器应采用分压式接法，故测R1阻值的最优连接方式为导线连接a，导线连接d；（2）建立坐标系描点连线如答案图所示，则R1 4.5 ；（3）根据电阻定律可得，R，故R2R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最优的连线应连接a，连接d，选项B正确。答案（1）ad（2）如图所示4.44.7（3）B1.如图5所示为“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的电路。a、b、c、d是不同的金属导体，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同，各导体两端的理想电压表的示数分别用Ua、Ub、Uc、Ud表示。下列说法错误的是（）图5A.开关闭合前，需移动滑片使滑动变阻器的阻值最大B.研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压值C.如果UaUc，说明导体c的横截面积大于导体a的横截面积D.如果UaUd，说明导体d材料的电阻率大于导体a材料的电阻率答案C2.在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 ，实验室备有下列实验器材：E.变阻器R1（010 ，0.6 A）F.变阻器R2（02 000 ，0.1 A）G.电池组E（电动势为3 V，内阻约为0.3 ）H.开关S，导线若干（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有（填代号）。（2）为减小实验误差，应选用图6中（选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图7中的实物图用线连接起来。图6图7解析（1）由于电源的电动势为3 V，所以电压表应选A；被测电阻约为5 ，电路中的最大电流约为I A0.6 A，电流表应选D；根据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E；还要选用电池和开关，导线若干。故应选用的实验器材有ADEGH。（2）由于应采用电流表外接法，应选图乙所示电路，实物连接如图所示。答案（1）ADEGH（2）乙实物图见解析3.（20174月浙江选考）小明用电学方法测量电线的长度。首先，小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm，估计其长度不超过50 m（已知铜的电阻率为1.75108 m）。现有如下实验器材：量程为3 V、内阻约为3 k的电压表；量程为0.6 A、内阻约为0.1 的电流表；阻值为020 的滑动变阻器；内阻可忽略、输出电压为3 V的电源；阻值为R04.30 的定值电阻，开关和导线若干。小明采用伏安法测量电线电阻，正确连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示数从0开始增加，当示数为0.50 A时，电压表示数如图8甲所示，读数为V。根据小明测量的信息，图乙中P点应该（选填“接a”“接b”“接c”或“不接”），Q点应该（选填“接a”“接b”