选修31第七章实验8

1、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 R UI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

2、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

3、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 RLS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

4、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 （

5、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

6、 是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体， R2 1的边长是 R1的110，若测 R2 的阻值，则最优的连线应选（填选项）。A. 连接 a，连接 cB.连接 a，连接 dC.连接 b，连接 cD.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 R1UI2.20.49 4.5；3）根据电阻定律可得， R dLL d，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

7、 正确。答案 （1）a d （ 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 Ua<Uc，说明导体 c 的横截面积大于导体 a的横截面积D. 如果 Ua&l

8、t;Ud，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

9、选 A ；被测电阻约为 5 ， 电路中的最大电流约为 IREx35 A 0.6 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 。RV Rx2）由于 RRx> RRA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. （ 2017·4 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 1.75×108 ·）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， 电流表的示甲所示，读数为数从 0 开始增加，当示数为 0.50 A 时，电压表示数如图 8V。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