2011届高考物理基础知识要点复习 实验七 测定金属的电阻率

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/132011届高考物理基础知识要点复习实验七测定金属的电阻率2011届高三物理一轮复习全案实验七测定金属的电阻率（选修31）【考纲知识梳理】一、实验目的学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。二、实验原理用刻度尺测一段金属导线的长度，用螺旋测微器测导线的直径，用伏安法测导线的电阻，根据电阻定律，金属的电阻率。1、（1）螺旋测微器（又叫千分尺）是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到001MM，测量范围为几个厘米。（2）螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是05MM，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退05MM，因此旋转每个小分度，相当精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/13于测微螺杆前进或后退这05/50001MM。可见，可动刻度每一小分度表示001MM，所以以螺旋测微器可准确到001MM。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺（3）测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。（4）使用螺旋测微器应注意以下几点测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。2、伏安法测电阻精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/13电路如果是理想情况，即RA0，RV时，两电路测量的数值应该是相同的。（1）外接法U侧是RX两端电压，是准确的，I测是过RX和总电流，所以偏大。R测偏小，是由于电压表的分流作用造成的。实际测的是RX与RV的并联值，随RV，误差将越小。（2）内接法I测是过RX的电流，是准确的，U测是加在RX与上总电压，所以偏大。R测偏大，是由于电流表的分压作用造成的。三、实验器材被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线若干。【要点名师精解】一、实验步骤1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值D；2按图所示的电路图连接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精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/13度，反复测量3次，求出其平均值L；4把滑动变阻器的滑动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，闭合电键K。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开电键K。求出导线电阻R的平均值；5将测得R、L、D的值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率；6拆去实验线路，整理好实验器材。实验结论根据电阻定律，得金属的电阻率，所以只要先用伏安法测出金属丝电阻，用刻度尺测金属丝长度，用螺旋测微器测金属丝直径，然后代入公式即可。在测电阻时，如果是小电阻，则电流表用外接法；反之，如果电阻较大，则电流表用内接法。由于金属丝电阻一般较小（相对于电压表内阻来说），故做本实验时应采用电流表外接法至于滑动变阻器是采用限流式还是分压式，可根据实验所提供的器材及要求而灵活选取若无特别要求，一般可用限流式。【例1】2008山东理综23（12分）2007年诺贝尔物理学奖授予两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/13若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场感应强度大小约为0610T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。提供的器材如下A磁敏电阻，无磁场时阻值B滑动变阻器R，全电阻约C电流表，量程25MA，内阻约D电压表，量程3V，内阻约3KE直流电源E，电动势3V，内阻不计F开关S，导线若干（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表123456U（V）000045091150179271I（MA）000030060100120180根据上表可求出磁敏电阻的测量值结合图1可行待测磁场的磁感应强度T。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/13（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在002T和0410T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论解析（1）滑动变阻器阻值小，为了有效地调节电路，需采用分压式接法，由图2910甲可知，在待测磁场磁感应强度大小约为06T10T时，RN大约为R0的6倍12倍，大于，所以采用的电流表内接法。（2）依据欧姆定律，由表中后五组测量数据求磁敏电阻值，求平均值得出磁敏电阻的测量值。因为，由图2910甲可知，对应的磁感应强度。（3）见答案。（4）见答案。答案（1）如图2911所示（2）1500090（3）在002T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在04T10T范围内，磁敏电阻的阻值磁感应强度线性变化（或均匀变化）。（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/13【感悟高考真题】1、（2009江苏物理，10，8分）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径D、D有关。他进行了如下实验（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径D、D和长度L。图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数L_CM（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是_（用标注在导线旁的数字表示）（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R672根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为D和D的圆柱状合金棒的电阻分别为RD133、RD338他发现在误差允许范围内，电阻R满足R2RDRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R_（用、L、D、D表述）答案（1）9940（2）（3）解析（1）游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出错。首精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/13先，确定游标卡尺的精度为20分度，即为005MM，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数9900MM，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度格数0058MM040MM，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，9900MM040MM9940MM9940CM（2）本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，线的连接使用的是安培表内接法。（3）审题是处理本题的关键，弄清题意也就能够找到处理本题的方法。根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为D和D的圆柱状合金棒的电阻分别为RD133、RD338即，而电阻R满足R2RDRD，将RD、RD带入得2、2009广东物理，16，14分某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/13路实物图14（2）实验的主要步骤如下正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作。（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图15的关系图线，其斜率为_A1M1保留三位有效数字；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和。（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是_。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_,其数值和单位为_（保留三位有效数字）。答案电路图如图所示读出接入电路中的金属丝的长度163电源的内阻与电阻箱0200MM金属丝的电阻率154107M解析依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率，电精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创10/13路图如图所示；电路实物图如图所示，依据闭合电路欧姆定律得，参照题目给出的图像可得,可见直线的斜率，可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率，其数值和单位为154107M；依据直线可得其斜率为163A1M1，截距为，则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为（）；金属丝的直径是0200MM。【考点精题精练】1、（I）用螺旋测器测量金属导线的直径，其示数如图所示，该金属导线的直径为MM。（II）右图为欧姆表面原理示意图，其中电流表的满偏电流IG300A，内阻RG100，可变电阻R的最大阻值为10K，电池的电动势E15V，内阻R05，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是色，按正确使用方法测量电阻RX的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则RXK。答案（I）18800001（II）红，52、有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值RX。若已知这段导体的电阻约为30,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创11/13的是。只填写字母代号A电池（电动势14V、内阻可忽略不计）B电流表（量程006A，内阻约012）C电流表（量程0100MA，内阻约12）D电压表（量程03V，内阻约3K）E电压表（量程015V，内阻约15K）F滑动变阻器（010，允许最大电流20A）G滑动变阻器（0500，允许最大电流05A）在方框中画出测这段导体电阻的实验电路图要求直接测量的变化范围尽可能大一些。根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图所示,发现MN段明显向上弯曲。若实验的操作、读数、记录、描点和绘图等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是。答案ABEF（4分）如图所示（4分）随着导体中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大（4分3、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创12/13（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为MM；（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为MM；（3）用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为。（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下待测圆柱体电阻R电流表A1（量程04MA，内阻约50）电流表A2（量程010MA，内阻约30）电压表V1（量程03V，内阻约10K）电压表V2