新课标2012届高考物理总复习配套课件实验7 测定金属的电阻率.ppt

1、实验七测定金属的电阻率,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,被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等,(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)依照电路图(如图1)用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大,图1,(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l. (4)电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应

2、的电流值和电压值，记入记录表格内；断开电键S，求出导线电阻R的平均值,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部分待测导线长度，测量时应将导线拉直,4测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量 5闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置 6在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用00

3、.6 A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,7求R的平均值可用两种方法：第一种是用RU/I算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法是用图象法(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，连线时要尽可能地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,特别提醒,题型一螺旋测微器的读数 例1 用螺旋测微器(千分尺)测小球直径时，示数如图2所示这时读出的数值是_，单位是_,图2,解析本题解答的关键是掌握螺旋测微器的原理和读数规则从固定刻度部分可读出毫米数和半毫米数，读数为8 mm(半毫米刻度线未露出，无读数)

4、，再从转动刻度上读出小数部分：0.469 mm，其中千分位为估读数，两部分读数相加为8.469 mm.评分标准为8.4688.470 都给分 答案8.469mm,题后反思 读数固定尺读数可动尺读数精度 在读数时一定要注意固定尺上的读数问题，注意是否超过上面刻度，露出了0.5 mm刻度线，若露出应加上0.5 mm，若不超过上面刻度线，则不能加上0.5 mm，读数单位先为 mm，最后进行单位换算,变式11(2010安徽高考)(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图3所示，读数为_mm. (2)在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图

5、4所示，读数为_cm.,图3,图4,答案：(1)0.617(0.6160.619)(2)0.675,题型二器材选取及电路设计 例2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10 mA，内阻r140 C电流表(A2)，量程500 A，内阻r2750 D电压表(V)，量程10 V，内阻10 k E电阻(R1)，阻值为100 ，起保护作用,F滑动变阻器(R2)，总阻值约20 G电池(E)，电动势1.5 V，内阻很小 H开关(S) I导线若干 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

6、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，则所用的表达式_，式中各符号的意义是_,解析(1)因为电源电动势E1.5 V，而电压表量程为10 V，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20 ，题中要求测多组数据，故采用分压接法，电路图如图5所示,图5,题后反思 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,变式21(2011福建四校联考)有一个电阻Rx，

7、其阻值大约在40 50 之间，现要进一步准确地测量其电阻，需测量多组数据，手边现有器材如下： 电源E(电动势12 V，内阻为0.5 )； 电压表(0315 V，内阻约为10 k)； 电流表(00.63 A，内阻约为1 )； 滑动变阻器R1(阻值010 ，额定电流2 A)； 滑动变阻器R2(阻值01 750 ，额定电流0.3 A)； 开关S和导线若干,(1)电压表的量程应选_，电流表的量程应选_，滑动变阻器应选用_ (2)在虚线方框内画出实验电路图,答案：(1)015 V00.6 AR1 (2)如图6,图6,题型三实物连线及数据处理 例3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

8、各装了一个电极(接触电阻不计)，两电极相距L0.700 m，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15 V，内阻约30 k)、电流表(量程300 A，内阻约50 )、滑动变阻器(100 ，1 A)、电池组(电动势E12 V，内阻r6 )、单刀单掷开关一个、导线若干,图7,表1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8所示,图 8,表1,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1数据在下图丙坐标中已描点，请作出UI图象，根据图象求出电阻R_(保留两位有效数字)； (3)

9、计算导电溶液的电阻率表达式是_(用R、d、L表示)，测量值为_m(保留两位有效数字)；,(4)请在虚线框内画出测量导电溶液电阻的电路图，并在图7中补画出未连接的导线,图9,解析(1)3.0750.005(2)作出图象如图10所示 由图象的斜率求得电阻R为4.41044.8104,图10,答案电路图和连接图如图11,图11,题后反思 实物连接应注意的问题 (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”,(

10、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 (5)变阻器触头的位置应以保证电路中用电器的安全为原则，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,变式31(2009广东高考)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3 V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

11、的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图12.,图12,(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13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,图13,(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图14所示金属丝的直径是_图13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_，

12、其数值和单位为_(保留三位有效数字),图14,答案：(1)电路图略，实物连接如图15 (2)改变金属丝上金属夹的位置 (3)10.5(0.1)电阻箱和电流表 (4)0.200 mm金属丝的电阻率9.89107 m(9.691071.02106 m均可),图15,1在做“测定金属电阻率”实验时，下列操作正确的是() A若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去或用小刀刮去漆皮，轻轻抹去灰尘后再测量金属导线的直径，而两端接头部分要用砂布轻轻打磨干净，以保证接触良好 B用米尺测量金属导线总长度3次，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中 C估计待测金属导线电阻值大小，选择合适的仪器和实验电路,D合上开关S

13、(如图16所示)，不断增大滑动变阻器接入电路中的阻值，记录几组对应的电流和电压数值，计算出导线的电阻R,图16,解析：为减小误差，应较准确地测量导线长度和直径，为较准确地测直径可用火烧，不能用砂布打磨或刀刮，A错；测量导线的有效长度3次再求平均值，B错；实验中应不断减小变阻器的阻值，D错，C对 答案：C,2在做“测定金属电阻率”的实验时，以下说法正确的是() A因被测金属导体的电阻值较小，因此在做实验时电流表采用内接法测量误差较小 B因被测金属导体的电阻值较小，因此在做实验时电流表采用外接法测量误差较小 C测量导线的长度时，是指测量被接入电路中的那部分导线的长度，即有效长度，而不是指导线的全部

14、长度 D在闭合开关之前，一定要让滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置,解析：因被测金属导体的电阻值较小，因此电流表外接误差较小A错、B对；测量长度时应测量接入电路的有效长度，C对；为保护电表不被烧坏，在闭合开关前，要使滑动变阻器连入电路电阻最大，D对 答案：BCD,3如图17所示，图(a)为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R的阻值已知，R为保护电阻，阻值未知电源E的电动势未知，S1、S2均为单刀双掷开关A为理想电流表,图17,(1)按图(a)所示的电路图，在图(b)中完成实物图上的连线 (2)测量Rx的步骤为：将S2向d闭合，S1向_闭合，记下电流表的示数I1，再将S2向c闭合，S1向_

15、闭合，记下电流表示数I2. (3)用题中已知量和上述测出的量，写出计算Rx的公式是：Rx_. (4)如将图(a)中的电流表换成电压表，当S1向a闭合、S2向d闭合时，则此时电压表测量的是_(选填“电源电动势”、“R两端的电压”、“Rx两端的电压”或“R两端的电压”),答案：(1)连线如图18所示,图18,4(1)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图19所示，该铜丝的直径为_mm.,图19,(2)图20为一电学实验的实物连线图该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500 )图中两个电压表量程相同，内阻都很大,图20,实验步骤如下：,回答下列问题： ()根据实物连线图在虚线框内画出

16、实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为 ，滑动变阻器的符号为 ，其余器材用通用的符号表示,()不计电压表内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx_.,答案：(1)4.593(4.592或4.594也可) (2)()电路原理图如图21所示(其中，分压电路也可，除分压电路外的测量也可),图21,5(2011安徽省级名校联考)在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l1.000 m金属丝的电阻大约为5.0 ，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率,图22,(1)从图中读出金属丝的直径为_mm. (2)

17、在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有以下供选择的实验器材： A直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小 B直流电压表V：量程03 V，内阻3 k C直流电流表A1：量程00.6 A，内阻0.125 ；,D直流电流表A2：量程03.0 A，内阻0.025 ； E滑动变阻器R1：最大阻值10 ； F滑动变阻器R2：最大阻值50 ； G开关、导线若干 在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_，应该选用的滑动变阻器是_,(3)根据所选的器材和实验电路图，用细线代替导线将下边的实物连接成实验电路,图23,答案：(1)0.5200.002 (2)A1R1 (3)见图24,图24,6某同学查阅资

18、料发现自动铅笔笔芯的电阻随温度升高而变小在实验室中，他取一段长为16 cm的自动铅笔笔芯，用多用电表测量其电阻大约为4 .该同学要较精确测量铅笔芯的电阻，现有下述器材可供选择： A直流电源3 V，内阻不计； B直流电流表03 A(内阻0.1 ) C直流电流表0600 mA(内阻0.5 ) D直流电压表03 V(内阻3 k),E直流电压表015 V(内阻200 k) F滑动变阻器(10 ，1 A) G滑动变阻器(1 k，300 mA) (1)除开关、导线外，实验中能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的器材有：_(填写字母代号)；,(2)用线条代替导线，连接实验电路；,图25,(3)该同学在下表中记录了实验数据，请你根据实验数据，在方格纸上画出该铅笔芯的伏安特性曲线；,(4)该同学又利用铅笔芯制成一个魔术道具，将：“1.2 V 1.2 W”的小灯泡(设其阻值不变)与一段适当长度的该铅笔芯串联，接到一节电动势为1.5 V、内阻为0.2 的纽扣电池两端若铅笔芯长度合适，小灯泡的电压低于0.8 V时，灯泡基本不发光；点燃火柴给铅笔芯加热，就会发现小灯泡亮起来，火柴熄灭，灯泡随之熄灭请你给他一个建议，应当取用长为_cm的铅笔芯串接在电路中，才能发生上述神奇的现象,答案：(1)ACDF(2)实物连接如图26所示(3)伏安特性曲线如