创新设计浙江鸭高考物理总复习第7章恒定电流实验十探究导体电阻与其影响因素的定量关系课件

1、实验十探究导体电阻与其影响因素的实验十探究导体电阻与其影响因素的定量关系定量关系(学考学考)考纲解读考纲解读(1)探究导体的电阻与导体的长度、横截面积、材探究导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的定量关系。料之间的定量关系。(2)掌握控制变量法在物理实验中的应用。掌握控制变量法在物理实验中的应用。(3)掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。(4)掌握电流掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。方法。(5)会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。会用伏安法测电阻，

2、并能测定金属的电阻率。一、螺旋测微器一、螺旋测微器1.构造：构造：如图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧如图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧a和固定刻度和固定刻度b固定在尺架固定在尺架c上，旋钮上，旋钮d、微调旋钮、微调旋钮d和可动刻度和可动刻度e、测微螺杆、测微螺杆f连在一起，通过精密螺纹套在连在一起，通过精密螺纹套在b上。上。2.原理：原理：测微螺杆测微螺杆f与固定刻度与固定刻度b之间的精密螺纹的螺距为之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮即旋钮d每旋转一周，每旋转一周，f前进或后退前进或后退0.5 mm，而可动刻度，而可动刻度e上的上的刻度为刻度为50等份，每转动一小格，等份，每转动一

3、小格，f前进或后退前进或后退0.01 mm。即螺旋。即螺旋测微器的精确度为测微器的精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。因此，螺旋测微器又叫千分尺。3.读数：读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。部分由可动刻度读出。测量值测量值(mm)固定刻度数固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数可动刻度数(估读一位估读一位)0.01(mm)。温馨提示温馨提示螺旋测微器需要估读螺旋测微器需要估读最后一位数

4、字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。后一位。例如例如如图所示，固定刻度示数为如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米从可动刻，不足半毫米从可动刻度上读的示数为度上读的示数为15.0，最后的读数为：，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。二、探究导体电阻与其影响因素的定量关系二、探究导体电阻与其影响因素的定量关系1.实验器材实验器材电源，开关，滑动变阻器，电压表，刻度尺，四段不同的金电源，开关，滑动变阻器，电压表，刻度尺，四段不同的金属导体属导体a、b、c、d(a、b、c为镍铬合金丝，为

5、镍铬合金丝，d为康铜丝；为康铜丝；a、b长度不同，横截面积相同；长度不同，横截面积相同；c横截面积与横截面积与a不同，长度相同；不同，长度相同；d的横截面积与长度都与的横截面积与长度都与a相同相同)。2.实验步骤实验步骤(1)测量各段金属丝的横截面积。测量各段金属丝的横截面积。(2)请按照如图所示的电路图连接好电路，并将滑动变阻器调请按照如图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。到阻值最大处。(3)测量金属丝接入电路的有效长度。测量金属丝接入电路的有效长度。(4)闭合开关，用电压表分别测量闭合开关，用电压表分别测量a、b、c、d四段金属丝两端的四段金属丝两端的电压，从而知道它们

6、的电阻比。电压，从而知道它们的电阻比。(5)比较比较a、b的电阻之比与它们的长度之比；比较的电阻之比与它们的长度之比；比较a、c的电阻之的电阻之比与它们的横截面积之比；比较比与它们的横截面积之比；比较a、d的电阻是否相等。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。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。素的关系。注意事项注意事项(1)通电时间不宜太长，电流要小。通电时间不宜太长，电流要小。(2)开关开关s闭合前，滑动变阻器的阻值要取最大值。闭合前，

7、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。注意电表的正、负接线柱接线是否正确，量程要适当。(4)通过滑动变阻器调节，得到多组通过滑动变阻器调节，得到多组u、i值，分别计算值，分别计算r，再取，再取平均值，或依据这些数据做出平均值，或依据这些数据做出ui图象，由图象的斜率求得图象，由图象的斜率求得r的值。的值。(5)导线长度测量要注意测导线接入电路的有效长度。导线长度测量要注意测导线接入电路的有效长度。三、探究导体电阻与材料的关系三、探究导体电阻与材料的关系注意事项注意事项1.先测直径，再连电路：先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连为了方便

8、，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。入电路之前测量。2.电流表外接法电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。流表外接法。3.电流控制电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝：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。温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。误差分析误差分析1.完成下列读数完成下列读数a.mmb.mmc.mmd.mm。考点一螺旋测微器、游标卡尺的读数考点一螺旋测微器、游标卡尺的读数答案答案a.0.482(0.4810.483)b.0.532(0.5310.533)c

9、.4.078(4.0764.078)d.5.666(5.6655.667)2.使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则甲、使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则甲、乙金属丝的直径分别为乙金属丝的直径分别为mm，mm。解析对图甲：甲固定刻度示数为解析对图甲：甲固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。对图乙：乙金属丝的直径为。对图乙：乙金属丝的直径为4.80.01 mm0.048 mm。答案答案2.1500.046(0.04

10、50.047)1.(多选多选)如图所示为如图所示为“探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的的电路。电路。a、b、c、d是不同的金属导体，是不同的金属导体，b、c、d与与a相比，分别只相比，分别只有一个因素不同：有一个因素不同：b与与a长度不同，长度不同，c与与a横截面积不同，横截面积不同，d与与a材料材料不同，各导体两端的理想电压表的示数分别用不同，各导体两端的理想电压表的示数分别用ua、ub、uc、ud表示。下列说法正确的是表示。下列说法正确的是()考点二探究导体电阻与其影响因素的定量关系考点二探究导体电阻与其影响因素的定量关系a.开关闭合前，需移动滑片使滑

11、动变阻器的阻值最大开关闭合前，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，需分别测量研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端两条导体两端的电压值的电压值c.如果如果uauc，说明导体，说明导体c的横截面积大于导体的横截面积大于导体a的横截面积的横截面积d.如果如果uaud，说明导体，说明导体d材料的电阻率大于导体材料的电阻率大于导体a材料的电材料的电阻率阻率答案答案abd2.“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实的实验电路如图所示，验电路如图所示，a、b、c、d是四种不同的金属丝。现有四是四种不同的金属丝。现

12、有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规格如下表所示。根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规格如下表所示。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电路中四种金属丝应分别选用上表中的(用编号表示用编号表示)。(3)在交流合作时，有位同学提出用如下图所示的电路，只要将在交流合作时，有位同学提出用如下图所示的电路，只要将图中图中p端分别和端分别和1、2、3、4相接，读出电流，利用电流跟电阻成相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导

13、体电阻与其影响因素的定量关系，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。请你对其作出评价。解析解析(1)本实验采用的是控制变量法，分别选用导体材料相同、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，横截面积相同时，导体的长度不同，b、c符合要求；选用导体符合要求；选用导体材料相同、长度相同时，导体的横截面积不同，材料相同、长度相同时，导体的横截面积不同，c、d符合要求；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，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。故选符合要求。故选b、c、d、e。(2

14、)不正确，因为它们的材料不完全相同不正确，因为它们的材料不完全相同(3)不能探究出。实验不能探究出。实验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等答案答案(1)bcde(2)见解析见解析(3)见解析见解析考点三伏安法测电阻考点三伏安法测电阻(或电阻率或电阻率)(3)仪器选择的一般步骤：仪器选择的一般步骤：首先选择唯一性的器材；首先选择唯一性的器材；粗画电路图粗画电路图(暂不接电流表和电压表暂不接电流表和电压表)；估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规

15、格，确定的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。实验电路和实验器材。1.某同学在一次某同学在一次“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，的实验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l0.720 m，用螺旋测微器测出金属丝直径，用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度刻度位置如图所示位置如图所示)，用伏安法测出金属丝的电阻，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为阻值大约为5 )，然后计算出该金属材料的电阻率。在用伏安，然后计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下实验器材：法测定金属丝的电阻

16、时，除被测金属丝外，还有如下实验器材：a.直流电源直流电源(输出电压为输出电压为3 v)b.电流表电流表 a(量程量程00.6 a，内阻约，内阻约0.125 )c.电压表电压表 v(量程量程03 v，内阻，内阻3 k)d.滑动变阻器滑动变阻器(最大阻值最大阻值20 )e.开关、导线等开关、导线等(1)从图中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为mm。(2)根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图。根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图。(3)若根据伏安法测出金属丝的阻值为若根据伏安法测出金属丝的阻值为rx4.0 ，则这种金属材料，则这种金属材料的电阻率为的电阻率为m(保留两位有效数字

17、保留两位有效数字)。答案答案(1)0.600(2)如图所示如图所示(3)1.61062.在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻的实验中，待测金属丝的电阻rx约为约为5 ，实验室备有下列实验器材：，实验室备有下列实验器材：a.电压表电压表 (量程量程03 v，内阻约为，内阻约为15 k)b.电压表电压表 (量程量程015 v，内阻约为，内阻约为75 k)c.电流表电流表 (量程量程03 a，内阻约为，内阻约为0.2 )d.电流表电流表 (量程量程00.6 a，内阻约为，内阻约为1 )e.变阻器变阻器r1(0100 ，0.6 a)f.变阻器变阻器r2(02 000 ，0.1 a)g.电池组电池组e(电动势为电动势为3 v，内阻约为，内阻约为0.3 )h.开关开关s，导线若干，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有为减小实验误差，应选用的实验器材有(填代号填代号)。(2)为减小实