高考物理复习自主学习+考点突破+随堂验收实验六测定金属的电阻率市赛课公开课一等奖省名师获奖PP

第八章恒定电流试验六：测定金属电阻率01/702/701．会使用游标卡尺和螺旋测微器．2.学会逻辑推理探究导体电阻与导体长度、横截面积关系．3.知道测定金属丝电阻率步骤和误差分析．4.知道测电阻普通方法及误差分析．3/70【试验目标】1.掌握螺旋测微器及游标卡尺原理及读数方法．2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器使用方法及电流表和电压表读数方法．3.会用伏安法测电阻，并深入探究决定导线电阻原因．4/70【试验原理】1.螺旋测微器结构原理及读数(1)螺旋测微器结构．如图所表示是惯用螺旋测微器．它测砧A和固定刻度B固定在尺架C上．旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，经过精密螺纹套在B上．5/70(2)螺旋测微器原理．测微螺杆F与固定刻度B之间精密螺纹螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm.即螺旋测微器准确度为0.01mm.读数时估读到毫米千分位上，所以，螺旋测微器又叫千分尺．6/70(3)读数．测量时被测物体长度整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．测量值(mm)＝____________(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋____________(估读一位)×0.01(mm)．固定刻度数可动刻度数7/702.游标卡尺(1)结构：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉(如图所表示)．

8/70(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．(3)原理：利用主尺最小分度与游标尺最小分度差值制成．不论游标尺上有多少个小等分刻度，它刻度部分总长度比主尺上一样多小等分刻度少1mm.常见游标卡尺游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个，其读数见下表：9/7010/703.伏安法测电阻(1)电流表内接法和外接法比较.11/7012/7013/70③试验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，假如电压表示数有较大改变，而电流表示数改变不大，则可采取电流表外接法；假如电流表示数有较大改变，而电压表示数改变不大，则可采取电流表内接法．14/704.滑动变阻器限流式接法和分压式接法(1)两种接法比较.15/70由上表能够看出：滑动变阻器分压式接法中，电压和电流调整范围大，限流式接法较节能．16/70(2)两种接法选择．(Ⅰ)选择不一样接法标准17/70(Ⅱ)两种接法适用条件．①限流式接法适合测量阻值小电阻(跟滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器总电阻还小)．②分压式接法适合测量阻值较大电阻(普通比滑动变阻器总电阻要大)．③假如R很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调整范围也比较大．R很大时，分压式接法中R几乎不影响电压分配，滑片移动时，电压改变靠近线性关系，便于调整．18/70a.若采取限流式接法不能控制电流满足试验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上电流(或电压)仍超出电流表(或电压表)量程，或超出待测电阻额定电流(或电压)，则必须选取分压式接法．b.若待测电阻阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上电流或电压改变不显著，此时，应改用分压式接法．c.若试验中要求电压从零开始调整，则必须采取分压式接法．d.两种电路均可使用情况下，应优先采取限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低．19/70电压表电流表

毫米刻度尺螺旋测微器20/70【试验器材】①金属丝②____________③电流表④电压表⑤直流电源⑥____________⑦开关一个⑧导线若干⑨刻度尺．【试验步骤】1.用螺旋测微器在被测金属丝上三个不一样位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出金属丝横截面积S＝________.2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路中被测金属丝有效长度，重复测量3次，求出其平均值l.螺旋测微器滑动变阻器

21/703.按如图所表示原理电路图连接好用伏安法测电阻试验电路，把滑动变阻器滑片调整到使接入电路中电阻值________位置．4.电路经检验确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片位置，读出几组对应电流表、电压表示数I和U值，断开开关S，求出金属丝电阻Rx平均值．最大

22/7023/70【注意事项】1.本试验中被测金属丝电阻值较小，所以试验电路普通采取电流表外接法．2.试验连线时，应先从电源正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、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丝两端．24/703.测量被测金属丝有效长度，是指测量待测金属丝接入电路两个端点之间长度，亦即电压表两端点间待测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，重复测量三次，求其平均值．4.测金属丝直径一定要选三个不一样部位进行测量，求其平均值．5.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器滑片处于有效电阻值最大位置．25/706.在用伏安法测电阻时，经过待测金属丝电流大小I不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝温度显著升高，造成其电阻率在试验过程中逐步增大．26/7027/7028/701.游标卡尺(1)不论是10分度游标卡尺，还是20分度、50分度游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位．(2)读数时要使视线与尺垂直，防止产生视差．(3)使用卡尺时应预防撞击，切不可用游标卡尺量度毛坯，以免损伤测量爪．(4)测量爪必须紧靠工件，用紧固螺钉把游标尺固定后再读数．游标卡尺、螺旋测微器读数29/702.螺旋测微器(1)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米刻度线是否已经露出．(2)读数时要准确到0.01mm，估读到0.001mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位．如在测量中发觉可动刻度中某刻度线恰好与固定刻度水平线对齐，则最终一位读数要补上一个零.30/70典题演示1某同学要测量一个由新材料制成均匀圆柱体电阻率ρ.步骤以下：(1)用20分度游标卡尺测量其长度如图甲所表示，可知其长度为________mm.(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所表示，可知其直径为________mm.甲

乙

50.204.69831/70【解析】(1)游标卡尺固定刻度数为50.0mm，可动刻度数为第4个刻线，读数为0.20mm，所以圆柱体长度为50.0mm＋0.20mm＝50.20mm.(2)从螺旋测微器主尺上能够看出，半毫米刻线已经露出来，所以主尺上应读4.5mm，可动刻度为第19.8个刻线，读数为0.198mm，所以该圆柱体直径应为4.5mm＋0.198mm＝4.698mm.32/70典题演示2(原创)某同学现要测量一段导线电阻，当他用多用电表粗测该导线电阻时，发觉其电阻较小．为了较准确地测量该导线电阻，他设计了如图甲所表示电路原理图．其中定值电阻阻值为R0＝5.0Ω；其余可供器材以下：①电流表(量程：0～0.6A，内阻约为0.2Ω)②电压表(量程：0～3V，内阻约9kΩ)③滑动变阻器R(阻值：0～20Ω)④电源：电动势3.0V，内阻可不计⑤开关、导线若干定值电阻阻值测量甲

33/70试分析以下问题：(1)在本试验中在闭合开关S前应将滑动变阻器滑片移至________端(填“a”或“b”)．(2)在图乙所表示实物图中，已正确连接了部分导线，请依据试验原理图将图乙所表示实物图连接好．a

乙

34/70(3)在某次试验中电压表示数如图丙所表示，读数为_______________________V.

2.30(2.29、2.31均正确)

丙

35/70(4)试验中将屡次测量出来数据已经描入了如图丁所表示UI坐标中，请依据所描点作出U-I图象．(5)依据以上分析求得该导线电阻为R＝______Ω(保留两位有效数字)．1.1

丁

36/7037/70图1

图2

38/70典题演示3(原创)某同学现要测定某种金属丝电阻率，所用试验器材以下所表示：①电流表A(量程：0～200mA，内阻为12Ω)②待测金属丝③定值电阻R0

④电源(E＝3.0V)，开关一个、导线若干金属电阻率测定39/70(1)该同学发觉电流表量程比较小，于是他设置了如图1所表示电路原理图．假如试验时要求流过图1中定值电阻R0电流是电流表A流过电流两倍，则图1中定值电阻阻值R0＝________Ω.6图1

40/70图2

(2)请依据图1连接好实物图图2.41/70(3)其试验步骤以下：①用螺旋测微器测出金属丝直径D，测量结果如图3所表示．②按原理图安装好电路图，将电阻箱R阻值调到最大值，闭合开关S.图3

42/70③适当调整滑片C，直到电流表有较显著示数，然后分别记下电流表读数I和接入试验电路中金属丝长度L.④屡次调整滑片C从而改变接入试验电路中金属丝长度L，并记下每次试验中电流表示数I和电接入试验电路中金属丝长度L.43/70图5

44/70(4)某次试验中电流表读数如图4所表示，则此次试验中电流表读数I＝________mA；步骤①中测得金属丝直径D＝________mm.(5)依据所作图象求得该金属丝电阻率为____________Ω·m.1100.6122.687×10－6

图4

45/70(4)电流表读数I＝110mA，金属丝直径为D＝0.612mm.

46/7047/7048/70典题演示4(·重庆卷)同学们测量某电阻丝电阻Rx，所用电流表内阻与Rx相当，电压表可视为理想电压表．(1)若使用图甲所表示电路图进行试验，要使得Rx测量值更靠近真实值，电压表a端应连接到电路________(填“b”或“c”)点．试验拓展与创新甲c

49/70(2)测得电阻丝U­I图如图乙所表示，则为_____________Ω.(保留两位有效数字)乙

4.1(4.0～4.2)50/70(3)试验中，随电压深入增加，电阻丝逐步进入炽热状态．某同学发觉对炽热电阻丝吹气，其阻值会改变．他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端电压为10V条件下，得到电阻丝电阻Rx随风速v(用风速计测)改变关系如图丙所表示．由图可知当风速增加时，Rx会__________(填“增大”或“减小”)．在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器RW滑片向________(填“M”或“N”)端调整．减小M

丙

51/70(4)为了经过电压表示数来显示风速，同学们设计了如图丁所表示电路．其中R为两只阻值相同电阻，Rx为两根相同电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入理想电压表．假如要求在测量中，风速从零开始增加，电压表示数也从零开始增加，则电压表“＋”端和“—”端应分别连接到电路中________点和________点．(在“a”“b”“c”“d”中选填)b

d

丁52/7053/7054/7055/701.(·南通一模)小明用如图甲所表示电路测量电阻Rx阻值(约几百欧)，R是滑动变阻器，Ra是电阻箱，S2是单刀双掷开关，部分器材规格图乙中已标出．(1)依据图甲试验电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整．甲

乙

56/70(2)正确连接电路后，断开S1，S2接1.调整好多用电表，将两表笔接触Rx两端接线柱，粗测其阻值，此过程中存在问题是____________________________，正确操作后，粗测出Rx阻值为R0.(3)小明经过以下步骤，较准确测出Rx阻值．①将滑动变阻器滑片P调至图甲中________(填“A”或“B”)端．闭合S1，将S2拨至“1”，调整变阻器滑片P至某一位置，使电压表示数满偏．待测电阻未与其它元件断开A

57/70②调整电阻箱Ra，使其阻值________(填“大于R0”或“小于R0”)．③将S2拨至“2”，保持变阻器滑片P位置不变，调整电阻箱阻值，使电压表再次满偏，此时电阻箱示数为R1，则Rx＝________.(4)试验中，滑动变阻器有两种规格可供选择，分别是：R2(0～10Ω)，R3(0～500Ω)．为了减小试验误差，滑动变阻器应选________(填“R2”或“R3”)．小于R0

R1

R358/70【解析】(1)实物图连线时不能交叉，如图所表示．

59/70(2)待测电阻没有与其它元件断开，则多用电表测是待测电阻和与之并联电路总阻值．(3)①闭合开关前，待测电阻两端电压要从零开始调整，故滑片应调至A端．②

Ra小于R0，接入后电压表读数达不到满偏，再进行调整；若大于R0，则并联部分两端电压超出电压表量程．③利用等效替换得到Rx＝R1.(4)选R3有利于提升精度．

60/702.(·苏北四市一模)要测量某种合金电阻率．(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝________.用螺旋测微器测合金丝直径如图甲所表示，读数为________mm.(2)图乙是测量合金丝阻值原理图，S2是单刀双掷开关．依据原理图在图丙中将实物连线补充完整．甲

乙

0.650

61/70丙

62/70(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表示数分别为U1＝1.35V，I1