2025年高考物理一轮总复习课件 第10章 实验11 测量金属丝的电阻率

第十章恒定电流实验十一测量金属丝的电阻率实验知识·自主回顾核心考点·重点突破提能训练练案[50]实验知识·自主回顾一、实验目的1．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方法。2．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。二、实验原理(如图所示)长度直径三、实验器材被测金属丝、直流电源(4V)、电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V)、滑动变阻器(0～50Ω)、开关、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺。四、实验步骤1．测金属丝直径d：在准备好的金属丝上三个不同位置用_____________各测一次直径，求出其平均值d。2．按照电路图连好电路。螺旋测微器3．测量金属丝有效长度l：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用______________测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l。4．测金属丝的电阻Rx：把滑动变阻器调到接入电路中的阻值最大的位置，检查无误后，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值和电压值记录在表格中，断开开关S，求出金属丝电阻Rx的平均值。5．整理仪器。毫米刻度尺六、误差分析1．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值________真实值，使电阻率的测量值________。2．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。3．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变______，造成测量误差。小于偏小大七、注意事项1．本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表__________。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、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。3．测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。外接法4．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。5．闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值________的位置。6．在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。7．若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地通过较多的点，其余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。最大核心考点·重点突破1教材原型实验(基础考点·自主探究)【跟踪训练】

某实验小组在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

(1)该小组的同学用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为_____________________________mm。0.400(0.398～0.401均正确)(2)已知该金属丝的阻值约为5Ω。现用伏安法测量其阻值Rx，要求测量结果尽量准确，使待测金属丝两端的电压能从零开始变化，现备有以下器材：A．电池组(3V，内阻不计)B．电流表(0～3A，内阻约为0.1Ω)C．电流表(0～0.6A，内阻约为0.2Ω)D．电压表(0～3V，内阻约为3kΩ)E．电压表(0～15V，内阻约为15kΩ)F．滑动变阻器(0～20Ω)G．滑动变阻器(0～2000Ω)H．开关、导线上述器材中，电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______。CDF(3)请按要求在下面方框中画出实验原理图。(4)该小组同学利用该原理图正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点。请在图中标出第2、4次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线。已知待测金属丝接入电路部分的长度为L＝0.50m，根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为______________________________________________________。[答案]

(3)图见解析图1

(4)图见解析图21.11×10－6Ω·m(1.08×10－6～1.14×10－6Ω·m均正确)[解析]

(1)金属丝直径为d＝0＋40.0×0.01mm＝0.400mm。2创新实验提升(能力考点·深度研析)1．实验原理的改进测量电阻时还可应用等效替代法、电桥法、双电流表法、双电压表法等。2．实验器材的改进(1)实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密地缠绕在圆柱形铅笔上30～50匝，测总长度，然后求出直径。(2)本实验中可以把电压表、电流表更换为电压传感器、电流传感器。(3)实验中需要电压表或电流表而题目给出的量程不合适或没有给出时，可考虑用改装后的电压表或电流表。4．数据处理的改进(1)改变金属丝的电阻作R－L图像。(2)在I不变的情况下，作U－L图像。►考向1实验原理和器材的创新

(2023·广东卷)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表(量程15mA，内阻可忽略)；电阻R1(阻值500Ω)、R2(阻值500Ω)、R3(阻值600Ω)和R4(阻值200Ω)；开关S1和S2；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。(1)电路连接图(a)为实验原理图。在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，只有R4一端的导线还未连接，该导线应接到R3的______(填“左”或“右”)端接线柱。右(2)盐水电导率和温度的测量①测量并记录样品池内壁的长宽高，在样品池中注满待测盐水；②闭合开关S1，________开关S2，毫安表的示数为10.0mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I1为__________mA；③________开关S2，毫安表的示数为15.0mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I2为_______mA；④断开开关S1，测量并记录盐水的温度。(3)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为__________Ω，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。断开40.0闭合60.0100[解析]

(1)根据图(a)为电路可知，R4一端的导线应接到R3的右端接线柱。(3)设待测盐水的电阻为R0，根据闭合电路的欧姆定律，开关S2断开时►考向2数据处理的改进(2023·辽宁卷)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图(a)所示的电路图，实验步骤如下：a．测得样品截面的边长a＝0.20cm；b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L；d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I＝0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S；e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U－L图像如图(b)所示，得到直线的斜率k。回答下列问题：(1)L是丙到______(填“甲”“乙”或“丁”)的距离；(2)写出电阻率的表达式ρ＝_