2012届高考一轮复习课件：74实验：探究导体电阻与其影响因素的定量关系.ppt

第4讲,实验：探究导体电阻与其影响因素的定量关系,1螺旋测微器(1)主要构造的名称：图741的依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架,(2)原理：固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧)；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm.在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm.读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位)，再把两部分读数相加，得测量值,2探究导体电阻与其影响因素的定量关系(1)实验探究：用控制变量法进行探究保持横截面积和材料两个因素不变的条件下，改变导体长度，测出相应的电阻及导体长度，可得出电阻与导体长度关系然后再依次研究电阻与另外两个因素的关系由于金属丝的电阻较小，为减小误差，测量电阻时应采用电流表外接法(2)理论探究：根据串联电路的性质，通过逻辑推理，可得出电阻与导体的长度成正比；根据并联电路的性质，通过逻辑推理，可得出电阻与导体的横截面积成反比,一、螺旋测微器读数问题：使用螺旋测微器读数时有哪些注意点？解答：(1)测量前须校对零点：先使测砧A与测微螺杆并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，否则加以修正(2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出要估读，以毫米为单位，要保留到小数点后第三位,(3)测量时，当螺杆快要接触到被测物体时，要停止使用粗调旋钮，改微调旋钮，当听到“咔咔”响声时，停止转动微调旋钮，并拧紧固定旋钮，这样做既能保护仪器，又能保证测量结果的准确性,例1：(2010安徽卷)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图742所示，读数为_mm.,解析：0.5mm11.70.01mm0.617mm点评：特别注意，该螺旋测微器的半刻度线已经露出，固定刻度为0.5mm，因为估读值会因人而异，所以本题中，0.616mm0.619mm都可以认为正确警示：使用螺旋测微器读数时，以毫米为单位，有三位小数，特别最后一位是估读数字，不能省略,二、仪器和电路的选择问题：根据实验要求和实验条件，怎样选用合适的仪器？解答：(1)选用电流表、电压表时，要根据电源电动势、电阻的大小和额定功率等考虑所测电流、电压的最大值，不能超出仪表的量程，以确保不损坏仪器在实验电路中测量电流、电压时，电流表、电压表的指针偏转角度不宜过小，以减小误差，电流表、电压表的读数为满刻度2/3左右时，读数较准确,(2)选用滑动变阻器，若用“限流式”，一般选用阻值适当大的滑动变阻器，但不是越大越好，因阻值很大时，在实验过程中可能只用到其阻值较小的一部分，这样滑动触头只能在很短的范围内调节，使用起来很不方便若采用“分压式”，应选择阻值适当小一些的滑动变阻器，这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动的距离成正比例改变，调节起来比较方便,(3)对器材选择的一般步骤是：a.先找出实验中必须应用的器材；b.画出实验电路原理图；c.估算待测电路中I和U的最大值；d.考虑能否使电表示数在半偏以上；e.选择合适量程的电压表、电流表、合适阻值的滑动变阻器及合适的电源,例2：(2010福建卷)如图743所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：,为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化请用实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路,解析：因为待测电阻Rx的阻值远大于滑动变阻器R的最大阻值，所以用分压电路用伏安法测量电阻，电源电动势约9.0V，所以待测电阻Rx的最大电流为9/900A0.01A，远小于电流表的量程，所以不宜用电流表，可以用已知内阻的电压表当电流表使用电压表V2的量程大于V1，所以电压表V1当电流表使用实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，所以电压表V1内接,点评：本小题比较难，要准确答题就需要对实验原理(伏安法、变阻器接法)、误差分析有深刻理解警示：在电表不全的情况下，已知内阻的电压表可作为小量程的电流表；也可将电流表和定值电阻改装成合适量程的电压表和电流表,三、测定金属电阻率问题：该实验中有哪些注意事项？解答：(1)由于多数情况下该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路一般选用伏安法中的电流表外接法如果实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，供电电路可以选用限流电路,(2)本实验由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大,例3：(2010四川卷)在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验电压表量程3V内阻约为900电压表量程10V内阻约为3k电流表量程60mA内阻约为5电源E1电动势1.5V内阻约为0.2电源E2电动势4.5V内阻约为0.4,滑动变阻器(最大阻值为10)、粗细均匀的同种电阻丝、开关、导线和刻度尺其主要实验步骤如下：A选取图中器材，按图744所示连接电路B用伏安法测定电阻丝的阻值RC用刻度尺测出电阻丝的长度LD依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤B、C,E处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝阻值与长度的关系,为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进()_()_,点评：在本实验中，由于电阻丝的有效长度的变化，电阻阻值的变化相当大，特别要注意电流表内外接法上的变化警示：设计电路时，应该同时考虑电流表的内外接法和滑动变阻器的限流、分压接法，综合起来有四种电路：限流外接法；限流内接法；分压内接法；分压外接法,1.读出下列螺旋测微器测量的读数：(1)(2),0.642mm,10.294mm,2.(多选)在探究导体电阻与其影响因素的定量关系的实验时，下列说法中正确的是()A应用游标卡尺测定金属的长度，这样精确度高B用万用表欧姆挡测其电阻，这样方便C通电时间不宜过长，电流不能过大，以免金属丝明显升温，造成其电阻率变化D用千分尺测量其直径,解析：测量金属丝的长度应用毫米刻度尺，因为实验中金属丝长度在1m左右，无法用游标卡尺测量其长度，用伏安法测其电阻，而不能用欧姆表直接测其电阻，因为金属丝的电阻比较小，用欧姆