2022届高考物理一轮复习-第5课时实验十二测定金属的电阻率课件-人教大纲版2

1．学会正确使用螺旋测微器及正确读数方法．2．测定金属的电阻率．3．进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安法测电阻．第5课时实验十二测定金属的电阻率第一页，编辑于星期一：十四点五分。第一页，编辑于星期四：二十点三十六分。测出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，再用伏安法测出金属导线的电阻R＝由电阻定律得金属导线的电阻率ρ＝

被测金属导线、螺旋测微器、米尺、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器、导线若干

第二页，编辑于星期一：十四点五分。第二页，编辑于星期四：二十点三十六分。一、测量直径1．用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一次直径，求出其平均值d.二、连接电路及测量2．按图10－5－1所示电路图连结好用伏安法测电阻的实验电路．3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.

第三页，编辑于星期一：十四点五分。第三页，编辑于星期四：二十点三十六分。4．把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内，断开开关S.求出导线电阻R的平均值．

三、数据处理、整理器材5．将测得R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝

中，计算出金属导线的电阻率．6．拆去实验电路，整理好实验器材．

第四页，编辑于星期一：十四点五分。第四页，编辑于星期四：二十点三十六分。1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直．第五页，编辑于星期一：十四点五分。第五页，编辑于星期四：二十点三十六分。4．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．5．求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U/I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U­I图线)来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能的让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．

第六页，编辑于星期一：十四点五分。第六页，编辑于星期四：二十点三十六分。1．测量金属丝直径时出现误差：(1)金属丝本身直径并不严格均匀；(2)螺旋测微器本身有误差；(3)读数时观测有误差．因此测量时要在金属丝的不同部位，且不同方向上多测几次．2．测量金属丝长度时出现误差：(1)长度为接入电路的有效长度；(2)读数时观测有误差，因此要把金属丝拉紧拉直，测量时在接线柱压线处测，多测几次．3．电阻R测量本身有误差，因用外接法R测＜R真．因此ρ测＜ρ真．4．通电电流过大，时间过长，金属丝发热、电阻率变化．测量时要迅速果断，避免其发热．第七页，编辑于星期一：十四点五分。第七页，编辑于星期四：二十点三十六分。【例1】实验室中有以下实验器材： A．金属丝(L)，长度为L0，直径为D B．电流表(A1)，量程10mA，内阻r1＝40Ω C．电流表(A2)，量程500μA，内阻r2＝750Ω D．电压表(V)，量程10V，内阻10kΩ E．电阻(R1)，阻值为100Ω，起保护作用 F．滑动变阻器(R2)，总阻值约20ΩG．电池(E)，电动势1.5V，内阻很小H．开关(S)I．导线若干

第八页，编辑于星期一：十四点五分。第八页，编辑于星期四：二十点三十六分。从提供的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据．

(1)在方框中画出你所设计的实验电路图，并标明所用器材的代号．

(2)若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ，则所用的表达式ρ＝________，式中各符号的意义是_______________________.第九页，编辑于星期一：十四点五分。第九页，编辑于星期四：二十点三十六分。解析：(1)因为电源电动势E＝1.5V，而电压表量程为10V，读数不明显，所以不选电压表．已知内阻的电流表可测电压，所以选用A1或A2测电压，R2的总电阻约为20Ω，题中要求测多组数据，故采用分压接法，电路图如图所示．(2)因为RL＝ 所以

得ρ＝ 式中I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径．

第十页，编辑于星期一：十四点五分。第十页，编辑于星期四：二十点三十六分。对电学实验器材的选择一般分两步考虑，首先要根据实验的要求设计好测量电路，选择必要的相应的器材时要着重考虑准确性；然后设计供电电路，此时选择相应的器材时要着重考虑安全性．

第十一页，编辑于星期一：十四点五分。第十一页，编辑于星期四：二十点三十六分。【例2】某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计)，两电极相距L＝0.700m，其间充满待测的导电溶液． 用如下器材进行测量：电压表(量程15V，内阻约30kΩ)、电流表(量程300μA，内阻约50Ω)、滑动变阻器(100Ω，1A)、电池组(电动势E＝12V，内阻r＝6Ω)、单刀单掷开关一个、导线若干．

第十二页，编辑于星期一：十四点五分。第十二页，编辑于星期四：二十点三十六分。下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图10－5－3所示

U/V01.03.05.07.09.011.0I/μA02265109155175240第十三页，编辑于星期一：十四点五分。第十三页，编辑于星期四：二十点三十六分。根据以上所述请回答下面的问题：(1)玻璃管内径d的测量值为________cm；(2)根据表中数据在图10－5－4坐标中已描点，请作出U—I图象，根据图象求出电阻R＝________Ω(保留两位有效数字)； (3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ＝________(用R、d、L表示)，测量值为________Ω·m(保留两位有效数字)；

第十四页，编辑于星期一：十四点五分。第十四页，编辑于星期四：二十点三十六分。(4)请在虚线框内画出测量导电溶液电阻的电路图，并在图10－5－2中补画出未连接的导线．第十五页，编辑于星期一：十四点五分。第十五页，编辑于星期四：二十点三十六分。解析：(1)3.075±0.005(2)作出图象如右图所示由图象的斜率求得电阻R为4.4×104～4.8×104. (3)玻璃管的横截面积S＝

πd2，由R＝ρ

代入数据得电阻率为(49±3)Ω·m.

第十六页，编辑于星期一：十四点五分。第十六页，编辑于星期四：二十点三十六分。(4)这里主要有两个主要问题，一是滑动变阻器的接法，二是电流表的接法．由前面的测量结果可知，电阻较大，所以电流表用内接法；由表一中的数据可知，电压的测量范围是0～11V，所以滑动变阻器要用分压接法． 电路图和连线图如下图

第十七页，编辑于星期一：十四点五分。第十七页，编辑于星期四：二十点三十六分。实物连线应注意的问题1．画出实验电路图；2．分析各元件连接方式，明确电表量程；3．画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的元件并联到电路中，即“先串后并”；4．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；

第十八页，编辑于星期一：十四点五分。第十八页，编辑于星期四：二十点三十六分。5．变阻器触头的位置应保证电路中用电器安全为原则，即保证加在用电器两端电压合适；6．连线过程中尽量不交叉．所有连线必须连接到接线柱上；7．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；8．连好实物图后，再与原电路图进行对照，检查是否有误．第十九页，编辑于星期一：十四点五分。第十九页，编辑于星期四：二十点三十六分。【例3】(2010·浙大附中)有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图10－5－5(甲)所示．此金属管线长约30cm，电阻约10Ω.已知这种金属的电阻率为ρ，因管内中空部分截面积无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选： 第二十页，编辑于星期一：十四点五分。第二十页，编辑于星期四：二十点三十六分。A．毫米刻度尺B．螺旋测微器C．电流表A1(600mA,1.0Ω)D．电流表A2(3A,0.1Ω)E．电压表V(3V,6kΩ)F．滑动变阻器R1(2kΩ，0.5A)G．滑动变阻器R2(10Ω，2A)H．蓄电池E(6V,0.05Ω)I．开关一个，带夹子的导线若干第二十一页，编辑于星期一：十四点五分。第二十一页，编辑于星期四：二十点三十六分。(2)在下面虚线框中画出你所设计的电路图，并把图10－5－5(乙)的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值．(3)实验中要测量的物理量有：___________________________________(4)计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为：S0＝________.(1)以上器材中，应选用的器材有________(只填代号字母)．

第二十二页，编辑于星期一：十四点五分。第二十二页，编辑于星期四：二十点三十六分。解析：(1)电压表只能选量程3V的E，因此流过此金属管线最大电流约为3V÷10Ω＝0.3A，故电流表选量程600mA的A1；滑动变阻器R1最大阻值太大，不便于调节，故应选滑动变阻器R2.(2)由于Rx＝10Ω＜

Ω，故采用电流表外接法；要求尽可能测出多组有关数值，故应采用滑动变阻器的分压式接法．

(4)金属管线截面积S＝ρL/R，R＝