高中物理人教版(浙江专用)学考复习26.10实验(10) 探究导体电阻与其影响因素的关系

高中物理人教版(浙江专用)学考复习26.10实验(10)探究导体电阻与其影响因素的关系实验(10):探究导体电阻与其影响因素的关系一、实验原理图二、基本实验要求1.实验目的探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系。2.实验原理用控制变量法进行探究。保持横截面积和材料两个因素不变的条件下,改变导体长度,测出相应的电阻及导体长度,可得出电阻与导体长度的关系。然后再依次研究电阻与另外两个因素的关系。利用本实验结果,我们还可以测量导体的电阻率,如果要具体测量导体的电阻,为减小误差,要根据被测电阻的大小,合理选择电流表内接法或外接法。如上图,a、b、c、d是四条不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面:b、c、d跟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。图中四段导体是串联的,每段导体两端的电压与它们的电阻成正比,因此,用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压,就能知道它们的电阻之比。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。这样就可以得出长度、横截面积、材料这三个因素与电阻的关系。改变滑动变阻器阻值,可以获得多组实验数据以得到更可靠的结论。3.实验器材被测金属导体、电压表、直流电源、开关、滑动变阻器、导线。4.实验步骤(1)根据实验原理图,连接实物,让滑动变阻器接入电路部分电阻最大,闭合开关。(2)移动滑动变阻器到某一位置,记录a、b、c、d四条不同的金属导体材料两端的电压。(3)移动滑动变阻器位置若干次,每次都重新记录a、b、c、d四条不同的金属导体材料两端的电压。(4)梳理记录的数据,探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系。5.实验结论导体的电阻与导体的长度成正比,导体的电阻与导体的横截面积成反比,导体的电阻与导体材料的性质有关。考点1考点2考点1实验原理和操作典例5在探究导体电阻与其影响因素的定量关系的实验中:(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究,a、b、c、d是四种金属丝。甲①实验小组讨论时,某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表,只有测出各段金属丝的电阻,才能分析电阻与其影响因素的定量关系。你认为要不要串联电流表?并简单说明理由。

;

考点1考点2②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示:电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝,则金属丝d应为下表中的

(用表中编号D、E、F表示)。

考点1考点2(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后,想测定某金属丝的电阻率。①用毫米刻度尺测量金属丝长度为l=80.00cm,用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示,则金属丝的直径d为

;

乙

考点1考点2

丙

丁②按如图丙所示连接好电路,测量金属丝的电阻R。改变滑动变阻器的阻值,获得六组I、U数据描在如图丁所示的坐标系上。由图可求得金属丝的电阻R=

Ω,该金属丝的电阻率ρ=

Ω·m(保留两位有效数字)。

考点1考点2解析:(1)①串联电路的电流处处相等,串联电阻两端电压与电阻成正比,不需要测出电流,根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小。②探究影响电阻的因素,应采用控制变量法,实验已选A、B、C的金属丝,根据控制变量法的要求,应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同,因此d应选表中的E。考点1考点2(2)①由题图乙示螺旋测微器可知,其示数为1.5mm+10.0×0.01mm=1.600mm;②根据坐标系内的点作出图象如图所示。答案:(1)①不需要,串联电路的电流处处相等,电压与电阻成正比②E(2)①1.600mm

②0.52

1.3×10-6考点1考点2考点2测量材料的电阻率典例6(2017浙江4月学考)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1.00mm,估计其长度不超过50m(已知铜的电阻率为1.75×10-8

Ω·m)。现有如下实验器材:①量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表;②量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表;③阻值为0~20Ω的滑动变阻器;④内阻可忽略、输出电压为3V的电源;⑤阻值为R0=4.30Ω的定值电阻,开关和导线若干。考点1考点2甲

乙

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,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.50A时,电压表示数如图甲所示,读数为

V。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”“接c”或“不接”),小明测得的电线长度为

m。

考点1考点2解析:由题图甲可得,电压表量程为3V,示数应为2.50V;被测量电阻属于小电阻,