高考核动力高考物理一轮复习 7.3实验七 测定金属的电阻率课件.ppt

第3单元实验七：测定金属的电阻率,读一读,注意事项1先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量2电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法3电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大误差分析,(2014江苏单科，10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图甲所示的部件_(选填“a”、“b”、“c”或“d”)从图中的示数可读出合金丝的直径为_mm.,(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”),(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23v和38ma，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议【解析】(1)读数前应先旋紧b防止读数时测微螺杆发生转动螺旋测微器读数041.00.01mm0.410mm(2)7、9之间发生断路，则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中，此时改变阻值较小的滑动变阻器阻值时，对电压表和电流表的示数影响很小，符合题述现象，同时满足两表读数,(3)因为，所以应选用电流表内接法为了减小偶然误差可测量多组电流和电压值，计算电阻的平均值或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值【答案】(1)b0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值),(2013北京卷，21)某同学通过实验测定一个阻值约为5的电阻rx的阻值(1)现有电源(4v，内阻可不计)、滑动变阻器(050，额定电流2a)、开关和导线若干，以及下列电表：a电流表(03a，内阻约0.025)b电流表(00.6a，内阻约0.125)c电压表(03v，内阻约3k)d电压表(015v，内阻约15k),为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_，电压表应选用_(选填器材前的字母)；实验电路应采用下图中的_(选填“甲”或“乙”),(2)如图丙是测量rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图丙中实物间的连线,(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_(填选项前的字母)a电流表测量值小于流经rx的电流值b电流表测量值大于流经rx的电流值c电压表测量值小于rx两端的电压值d电压表测量值大于rx两端的电压值,(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片p从一端滑向另一端，随滑片p移动距离x的增加，被测电阻rx两端的电压u也随之增加，下列反映ux关系的示意图中正确的是_,(2)电路连接如图所示,【答案】(1)bc甲(2)见解析图(3)5.2(4)bd(5)a【总结提升】1.电路设计原则(1)正确性：实验所依据的原理应当符合物理学的基本原理(2)安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器(3)方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理(4)精确性：在实验方案、仪器、仪表量程的选择上，应使实验误差尽可能小,2电学实验仪器的选择(1)选择电表：根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表，合理选择量程，务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的)，以减小测读误差(2)选择滑动变阻器：根据电路中可能出现的电压或电流范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，在此条件下，为了便于调节选总阻值小的,3实物连图应注意的问题(1)电压表应并联，电流表应串联，且电流应由正接线柱流入，负接线柱流出(2)滑动变阻器触头的位置应以保证电路中用电器的安全为原则，即保证加在用电器两端电压合适(3)连线过程中尽量不交叉，所有连线必须连接到接线柱上(4)开关必须能控制整个电路，即开关断开后，电源便无电流输出，电路中电压表和电流表指针均应指零(5)连好实物图后，再与原电路图进行对照，检查是否有误,拓展创新实验探究高考命题视角通过对近几年的高考实验试题的研究发现，高考电学实验试题有三个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；第三，基本仪器的使用是考查的热点，实验的器材选择、实际操作是考查的重点，设计型实验是考查的难点，实验的基本原理和思想方法是考查的核心,视角1基本仪器的使用及读数(如螺旋测微器、游标卡尺、电压表、电流表及多用电表的读数)视角2实验仪器的选择、测量电路、控制电路的选择视角3完善基本操作过程视角4根据题目给出的实验器材，用所学知识解决实际问题，设计新的实验方案,(2014山东理综，22)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7108m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻rx，从而确定导线的实际长度,可供使用的器材有：电流表：量程0.6a，内阻约0.2；电压表：量程3v，内阻约9k；滑动变阻器r1：最大阻值5；滑动变阻器r2：最大阻值20；定值电阻：r03；电源：电动势6v，内阻可不计；开关、导线若干回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选_(填“r1”或“r2”)，闭合开关s前应将滑片移至_端(填“a”或“b”),(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接,(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50a时，电压表示数如图乙所示，读数为_v.(4)导线实际长度为_m(保留2位有效数字)【解析】(1)因控制电路是限流式接法，而测量电路总电阻在3.0以上，为使测量电路有较大的调节范围，滑动变阻器应选用总阻值较大的r2.为了保证开关闭合时电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大，即开关闭合前滑片应置于a端(2)见答案(3)由图乙知该电压表的分度值为0.1v，故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30v.,【答案】(1)r2a(2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确),学以致用某课题组通过实验测量河水的电阻率现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个可移动圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、直尺、待测的水样品电路器材如表一，他们用伏安法多次测量的数据如表二(为实验处理方便，实验时每次都把电流表示数调到相同)；实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图甲所示,表一,表二,(1)玻璃管内径d的测量值为_cm.(2)根据表一器材和表二数据确定测量电路中电流表应该_(填“内接”或“外接”)，电路的连接方式应该采用_(填“分压电路”或“限流电路”)(3)用水柱长度l与计算出的水柱电阻r在图乙中描点，画出rl图象(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值)(4)计算出所测水的电阻率为_m.,【答案】(1)2.26(2)内接分压电路(3)如解析图所示(4)80.2,模拟题组1(2015天门高三上学期模拟)在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作正确的是()a若待测定金属导线是漆包线，应该用火烧去表面漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮漆皮，而两端接头部分则用纱布打磨干净，以保证电路接触良好b用米尺反复测量三次导线的总长度，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中,c估计待测金属导线的总长，选择合适的仪器和实验电路d合上开关s，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流和电压数值，计算出导线的总电阻【解析】用米尺反复测量三次接入电路中的导线的长度而不是总长度，b、c错；闭合开关前，滑动变阻器的有效阻值处于最大，合上开关s后逐步减小滑动变阻器接入电路的有效阻值，d错【答案】a,2(2015黄石高三检测)如图所示，在“测定金属的电阻率”实验中，用刻度尺测得电阻丝的长度为60.00cm，测得电阻丝的直径如图甲所示，用伏安法测得的电压、电流如图乙所示，根据上述读数计算出电阻率的大小为_,【答案】1.00106m,3(2015宁波高三检测)待测电阻rx的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：a电流表(量程150ma，内阻r1约为10)b电流表(量程20ma，内阻r230)c电压表(量程15v，内阻约为3000)d定值电阻r0100e滑动变阻器r1，最大阻值为5，额定电流为1.0af滑动变阻器r2，最大阻值为5，额定电流为0.5ag电源电动势e4v(内阻不计)h开关s及导线若干,(3)待测电阻的表达式为rx_，式中各符号的物理意义为_,【答案】(1)abdegh(2)如图所示,高考题组4(2014海南单科，11)现有一合金制成的圆柱体为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示,(1)由上图读得圆柱体的直径为_mm，长度为_cm.(2)若流经圆柱体的电流为i，圆柱体两端之间的电压为u，圆柱体的直径和长度分别用d、l表示，则用d、l、i、u表示的电阻率的关系式为_.,5(2013广东卷，34(2)图(a)是测量电阻rx的原理图学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6a(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm.,根据原理图连接图(b)的实物图断开s2，合上s1；调节电源输出电压为3.0v时，单位长度电阻丝的电压u_v/cm.记录此时电流表a1的示数保持s1闭合，合上s2；滑动c点改变ac的长度l，同时调节电源输出电压，使电流表a1的示数与步骤记录的值相同，记录长度l和a2的示数i.测量6