第七章學(xué)案35實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)學(xué)案35探究決定導(dǎo)線電阻的因素基礎(chǔ)自圭蹙買【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法.2. 掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.3會(huì)用伏安法測電阻，并進(jìn)一步探究決定導(dǎo)線電阻的因素.【實(shí)驗(yàn)原理】1螺旋測微器的讀數(shù)測量時(shí)被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出.測量值（毫米）=（毫米）（注意半毫米刻線是否露出）+（估讀一位）X0.01（毫米）.2. 游標(biāo)卡尺讀數(shù)若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，k表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為（x+kx精確度）mm.3. 伏安法測電阻（1）電流表的內(nèi)接法和外

2、接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖J電流表分壓電壓表分流誤差原因U測=Ux+UaI測=Ix+Ivu測Ur測=_電阻R測=iI測測量值=Ra+RxRx=Rx測量值大于真實(shí)值測量值小于真實(shí)值適用條件Ra匚RxRvRx適用于測量電阻電阻兩種電路的選擇 阻值比較法：先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小,宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法，簡單概括為“內(nèi)大外小”. 臨界值計(jì)算法&朋芯時(shí)，用電流表；&阿石時(shí)，用電流表iIp_L 實(shí)驗(yàn)試探法：按圖1接好電路，讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接

3、法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法.4滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法接法限流式接法分壓式接法電路圖1Is_1111Y特點(diǎn) 用電器和滑動(dòng)變阻器的一部分串聯(lián)，另一部分不起作用 調(diào)節(jié)電壓的范圍不能從零開始變化 用電器和滑動(dòng)變阻器的一部分并聯(lián)后和另一部分串聯(lián) 電壓可以從零調(diào)節(jié)到最大值適用條件滑動(dòng)變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變化滑動(dòng)變阻器的最大阻值小于用電器的阻值；電壓要求從零開始變化5電阻率的測定原理把金屬絲接入如圖2所示的電路中，用測金屬絲兩端的電壓，用測金屬絲中流過的電流，根據(jù)Rx=計(jì)算金屬絲的電阻Rx,圖2然后用測量金屬

4、絲的長度I，用測量金屬絲的直徑d,計(jì)算出橫截面積S;根據(jù)電阻定律Rx=pI/S得出計(jì)算金屬絲電阻率的公式RxS尸V=.【實(shí)驗(yàn)器材】金屬絲安培表伏特表直流電源電鍵一個(gè)導(dǎo)線若干刻度尺.【實(shí)驗(yàn)步驟1. 用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測一次直徑，求出其平均值d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S=.2將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直，用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值I.3按如圖2所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路，把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值的位置.4電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合電鍵S,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流

5、表、電壓表的示數(shù)I和U的值，斷開電鍵S,求出導(dǎo)線電阻R的平均值.應(yīng)用指南測量時(shí)通過金屬絲的電流應(yīng)控制在1.00A以下，本實(shí)驗(yàn)中安培表量程為00.6A，每次通電時(shí)間應(yīng)盡量短（以能讀取電表數(shù)據(jù)為準(zhǔn)），讀數(shù)完畢立即斷開電鍵S,防止溫度升高使金屬絲長度和電阻率發(fā)生明顯變化計(jì)算時(shí)，務(wù)必算出每次的電阻值再求平均值，不能先分別求電壓U和電流I的平均值，再由歐姆定律得平均值，否則會(huì)帶來較大計(jì)算誤差.25將測得的R、I、d值代入電阻率計(jì)算公式p=RRS=n4ddU中，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率.6拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材.【注意事項(xiàng)】1.測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度，

6、亦即電壓表并入兩點(diǎn)間的部分待測導(dǎo)線長度，測量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直.2本實(shí)驗(yàn)中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法.3實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器連成主干線路（閉合電路）連線時(shí)應(yīng)避免接線交叉和正、負(fù)極接錯(cuò)，最后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端.4閉合電鍵S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置.5在用伏安法測電阻時(shí)，通過待測導(dǎo)線的電流I的值不宜過大（電流表用00.6A量程）,通電時(shí)間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大.【誤差分析】1金屬絲直徑、長度的測量讀數(shù)等人為因素帶來

7、誤差.R測R真,2測量電路中電流表及電壓表對(duì)電阻測量的影響，因?yàn)殡娏鞅硗饨樱訮測p真.3通電電流過大，時(shí)間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差熱點(diǎn)題型精析題型一游標(biāo)卡尺或螺旋測微器的讀數(shù)和使用【例1】（2010寧夏理綜22）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量一圓柱體的長度I，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑d,示數(shù)如圖3所示.由圖可讀出I=cm,d=mm.游標(biāo)卡尺精確到規(guī)范思維題型二電阻的測量【例2】圖4（2011江蘇11）某同學(xué)利用如圖4所示的實(shí)驗(yàn)電路來測量電阻的阻值.（1）將電阻箱接入a、b之間，閉合開關(guān).適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R后保持其阻值不變.改變電阻箱的阻值R,得到一組電壓表的示數(shù)U與R的數(shù)

8、據(jù)如下表：電阻R/Q5.010.015.025.035.045.0電壓U/V1.001.501.802.142.322.45請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出UR關(guān)系圖象.用待測電阻Rx替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為2.00V利用（1）中測繪的UR圖象可得Rx=Q.（3）使用較長時(shí)間后，電池的電動(dòng)勢可認(rèn)為不變，但內(nèi)阻增大若仍用本實(shí)驗(yàn)裝置和（1）中測繪的UR圖象測定某一電阻，則測定結(jié)果將（選填“偏大”或“偏小”）現(xiàn)將一已知阻值為10Q的電阻換接在a、b之間，你應(yīng)如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，便仍可利用本實(shí)驗(yàn)裝置和（1）中測繪的UR圖象實(shí)現(xiàn)對(duì)待測電阻的準(zhǔn)確測定？規(guī)范思維題型三測金屬的電阻率【例3】（2010四川達(dá)州一中高三月

9、考）如圖6所示（導(dǎo)線連線不完整），某同學(xué)想測量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各安裝了一個(gè)電極（接觸電阻不計(jì)），兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測的導(dǎo)電溶液用如下器材進(jìn)行測量：電壓表（量程15V，內(nèi)阻約30kQ）電流表（量程300,內(nèi)阻約50Q）滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Q,額定電流1A電池組（電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻r=6Q）單刀單擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干.cm;，根據(jù)圖象求出電阻圖620分度表1是他測量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)中他還用的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖7所示.表1U/V01.03.05.07.09.011.01/022651091551

10、752403主尺45cmIIIII,II,I.II.I.I,I.IJIr1!II11111r1110游標(biāo)尺1020根據(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題:（1）玻璃管內(nèi)徑d的測量值為_（2）根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖Q保留兩位有效數(shù)字計(jì)算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是p=（用R、d、L表示），測量值為Q（保留兩位有效數(shù)字）;請(qǐng)畫出測量導(dǎo)電溶液電阻的電路圖，并在圖6中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線.規(guī)范思維課時(shí)覿果糙測I限時(shí)自測二測速度亠塚規(guī)爼、提能力1在做“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作正確的是()A若待測金屬導(dǎo)線是漆包線，應(yīng)該用火燒去表面漆皮，輕輕抹去灰塵后再測金屬絲的直徑，千萬不可用小刀去刮漆皮，而兩端接頭部分則用紗

11、布打磨干凈，以保證電路接觸良好B用米尺反復(fù)測量三次導(dǎo)線的總長度，求出平均值L,然后將導(dǎo)線接入測量電路中C.估計(jì)待測金屬導(dǎo)線的總長，選擇合適的儀器和實(shí)驗(yàn)電路D合上開關(guān)S,不斷增大滑動(dòng)變阻器接入電路的有效阻值，記錄幾組對(duì)應(yīng)的電流和電壓數(shù)值，計(jì)算出導(dǎo)線的總電阻2. (1)用游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺測量某工件的長度時(shí)，示數(shù)如圖9所示，則測量結(jié)果應(yīng)該讀作mm.30252015/一_一=_一一一一三一一=1/圖9圖10(2) 用螺旋測微器測圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖10所示，此示數(shù)為mm.(3) 在“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中，用電壓表測得金屬絲兩端的電壓U,用電流表測得通過金屬絲中的電流I，用螺旋測

12、微器測得金屬絲的直徑d，測得數(shù)據(jù)如圖11所示，請(qǐng)從圖中讀出U=V,I=A,d=m.圖113在“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖12所示，用米尺測出金屬絲的長度L,金屬絲的電阻大約為5Q,先用伏安法測出金屬絲的電阻R,然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率.(1) 從圖中讀出金屬絲的直徑為mm.(2) 為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A.電壓表03V，內(nèi)阻10kQB.電壓表015V，內(nèi)阻50kQC.電流表00.6A，內(nèi)阻0.05QD.電流表03A，內(nèi)阻0.01QE. 滑動(dòng)變阻器010QF. 滑動(dòng)變阻器0100Q 要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表

13、應(yīng)選,電流表應(yīng)選,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選.(填序號(hào)) 實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖13所示，請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤.圖13錯(cuò)誤1:錯(cuò)誤2:4. (2011新課標(biāo)22)為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖14所示的電路.圖中，A。是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R。和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池.完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：(1) 將S撥向接點(diǎn)1,接通S1,調(diào)節(jié)，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)的讀數(shù)I;然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)，使，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；（3）多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值.5. （2011深圳中學(xué)月

14、考）某學(xué)習(xí)小組為測量一銅芯電線的電阻率，他們截取了一段電線，用米尺測出其長度為L,用螺旋測微器測得其直徑為D,用多用電表測得其電阻值約為2Q.為提高測量的精度，該小組的人員從下列器材中挑選了一些元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，重新測量這段導(dǎo)線（用Rx表示）的電阻.A.電源E（電動(dòng)勢為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）B.電壓表V（量程為03.0V，內(nèi)阻約為2kQ）C.電壓表V（量程為015.0V，內(nèi)阻約為6kQ）D.電流表A（量程為00.6A，內(nèi)阻約為1Q）E. 電流表A（量程為03.0A，內(nèi)阻約為0.1Q）F. 滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值10Q,額定電流2.0A）G. 滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值1kQ,額定電流1.0A

15、）H.定值電阻R0（阻值為3Q）I開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干圖15（1）如圖15所示是該實(shí)驗(yàn)小組用螺旋測微器對(duì)銅芯線直徑的某次測量，其讀數(shù)是mm.實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選，電流表選，滑動(dòng)變阻器選.（只填代號(hào)）（3）為提高實(shí)驗(yàn)的精確度，請(qǐng)你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，并畫在下面的方框中.（4）某次測量時(shí)，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該銅芯線材料的電阻率的表達(dá)式為：p=.實(shí)驗(yàn)學(xué)案35探究決定導(dǎo)線電阻的因素【基礎(chǔ)自主落實(shí)】實(shí)驗(yàn)原理1固定刻度數(shù)可動(dòng)刻度數(shù)大阻值小阻值(2)笑外接法內(nèi)接法U毫米刻度尺螺旋測微器尬I411略+凡3. 5.電壓表電流表實(shí)驗(yàn)器材螺旋測微器滑動(dòng)變阻器實(shí)驗(yàn)步驟1. nd/42有效3最大【熱點(diǎn)題型

16、精析】例12.256.8600.1mm0.01mm解析對(duì)游標(biāo)卡尺：主尺刻度為22mm，游標(biāo)尺共10個(gè)格，分度為0.1mm，且游標(biāo)尺的第5個(gè)格與主尺刻度線對(duì)齊，因此它的讀數(shù)為1=22mm+0.1X5mm=22.5mm=2.25cm.對(duì)螺旋測微器：它精確到0.01mm,固定尺刻度讀數(shù)為6.5mm,可動(dòng)尺刻度為36.0X0.01mm=0.360mm,所以螺旋測微器的讀數(shù)為：d=6.5mm+36.0X0.01mm=6.860mm.規(guī)范思維游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)是高考?？嫉膯栴}之一，讀數(shù)時(shí)不管題目怎么要求，先讀成毫米，這樣讀數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是整數(shù)部分從固定尺上進(jìn)行讀數(shù)，小數(shù)部分從螺旋尺上進(jìn)行讀數(shù).游標(biāo)卡尺不

17、需要估讀，但是要注意游標(biāo)尺是十分度還是二十分度或者五十分度的；螺旋測微器需要估讀，估讀到0.001mm.例2(1)UR關(guān)系圖象見下圖(2) 20(1921都算對(duì))偏??；改變滑動(dòng)變阻器阻值，使電壓表示數(shù)為1.50V解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，確定U、R軸刻度，使圖象盡量大一些，然后描點(diǎn)、連線用平滑曲線連接，且必須過(0,0)點(diǎn)(2) 由作出的圖象得到相應(yīng)的R值，約為20Q.(3) 由1=E知r增大后，計(jì)算出的R值會(huì)偏小，由題表知，要實(shí)現(xiàn)對(duì)待測電阻R+R+r的準(zhǔn)確測定，應(yīng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表示數(shù)為1.50V.規(guī)范思維本題是“替換法”測電阻的變形題，并且把“替換法”與圖象、電路分析相結(jié)合，使“

18、替換法”有了新意.Rnd?例3(1)3.075(2)4.5X104(3)48(4)見解析4L解析(1)30mm+15X0.05mm=30.75mm=3.075cm.(2) 連線時(shí)要讓大多數(shù)點(diǎn)在一條直線上.作出UI圖象如下圖所示.從直線上取一點(diǎn)(155A,7.0V)，求出R=4.5X104Q.2(3)由R=pL/SS=nd/2)(4) 在本題中，由于待測導(dǎo)電溶液電阻阻值較大，故應(yīng)采用電流表的內(nèi)接法，從表看出電表示數(shù)從零開始，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法.電路圖與實(shí)物連接圖如下圖所示.規(guī)范思維(1)電阻的測量問題有多種呈現(xiàn)形式，首先要確定的是電流表到底是采用“內(nèi)接法”還是“外接法”.(2)要正確連接實(shí)物圖，首先應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)原理，畫出實(shí)驗(yàn)原理圖(本題要求畫原理圖，如果不要求，也要先畫出原理圖，再畫連線圖)【課時(shí)效果檢測】1. A2. (1)10.40(2)2.720(3)1.700.4830.485X103. (1)0.679(2)ACE錯(cuò)誤1:導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上錯(cuò)誤2:采用了電流表內(nèi)接法解析(1)從螺旋測微器的主尺上可以看出，半毫米刻線已經(jīng)露出來，因此主尺上應(yīng)讀0.5mm,可動(dòng)刻度接近第18個(gè)刻線，可以估讀0.179mm，所以該金屬絲直徑應(yīng)為0.5mm+0.179mm=0.679mm.(2)因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動(dòng)勢是3V,用3V量程的電壓表A