高考物理一輪復習課件實驗10測定金屬絲的電阻率

序高考物理一輪復習課件第八章恒定電流實驗十測定金屬絲的電阻率1實驗知識·自主回顧2核心考點·重點突破32年高考·1年模擬1實驗知識·自主回顧長度l

甲

乙

2．實驗器材被測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動變阻器(0～50Ω)，開關，導線若干，_____________，毫米刻度尺。3．實驗步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d。(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路。螺旋測微器(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復測量三次，求出其平均值l。(4)把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值_______的位置。(5)閉合開關，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I、U的值，記錄在表格內(nèi)。(6)將測得的Rx、l、d值，代入公式R＝______和S＝_____中，計算出金屬絲的電阻率。最大5．誤差分析(1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一。(2)采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值_______真實值，使電阻率的測量值_______。(3)金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差。(4)由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變_____，造成測量誤差。小于偏小大6．注意事項(1)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，因此實驗電路一般采用電流表_________。(2)實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關、電流表、被測金屬絲、滑動變阻器連成主干線路，然后再把電壓表并聯(lián)在被測金屬絲的兩端。(3)測量被測金屬絲的有效長度，是指測量被測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的被測金屬絲長度，測量時應將金屬絲拉直，反復測量三次，求其平均值。外接法(4)測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進行測量，求其平均值。(5)閉合開關之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值_______的位置。(6)在用伏安法測電阻時，通過被測金屬絲的電流不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大。(7)若采用圖像法求電阻阻值的平均值，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能地通過較多的點，其余各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮。最大2核心考點·重點突破

(2019·江蘇卷，11)某同學測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操作如下：(1)螺旋測微器如甲圖所示。在測量電阻絲的直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間，再旋動____(選填“A”“B”或“C”)，直到聽到“喀喀”的聲音，以保證壓力適當，同時防止螺旋測微器的損壞?？键c一教材原型實驗例1甲

C

(2)選擇電阻絲的_______(選填“同一”或“不同”)位置進行多次測量，取其平均值作為電阻絲的直徑。(3)圖乙中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導線，將滑動變阻器接入圖丙實物電路中的正確位置。不同乙

丙

[答案]

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出U2-I2圖像。丁

[答案]

(5)由此，可求得電阻絲的Rx＝_________________________Ω。根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。23.5(23.0～24.0都算對)

[解析]

(1)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕C。(2)電阻絲的粗細不一定均勻，為保證測量結(jié)果準確，應在不同位置測直徑，然后取平均值作為測量值。(3)滑動變阻器采用分壓式接入電路，注意線不能交叉，如答案圖所示。(4)將所給的5組數(shù)據(jù)標注在U-I圖像中，用過原點的直線把它們連在一起，讓盡可能多的點在直線上?！沧兪接柧?〕(2021·重慶一中期末)小明同學想測量某段銅導線的電阻率，進行了如下實驗。(1)如圖甲所示，采用繞線法用毫米刻度尺測得10匝銅導線直徑和為_______cm。1.25

甲

(2)現(xiàn)取長度為L＝100m的一捆銅導線，欲測其電阻，在實驗前，事先了解到銅的電阻率很小，在用伏安法測量其電阻時，設計了如圖乙所示的電路，則電壓表的另一端應接____(填“a”或“b”)，測量得電壓表示數(shù)為4.50V，而電流表選擇0～3.0A量程，其讀數(shù)如圖丙所示，則其讀數(shù)為_______A，可得銅的電阻率為_____________Ω·m(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。a

2.50

2.2×10－8

乙

丙

小明參考課本上的信息(如圖丁所示)，發(fā)現(xiàn)計算得到的電阻率與表中所給出的數(shù)據(jù)有一些偏差，但是實驗的操作已經(jīng)十分規(guī)范，測量使用的電表也已盡可能校驗準確，請寫出一條你認為造成這種偏差的可能原因是__________________________________________________。電流較大，實驗過程中銅導線的溫度明顯超過了20℃

幾種導體材料在20℃時的電阻率材料ρ/Ω·m材料ρ/Ω·m銀1.6×10－8鐵1.0×10－7銅1.7×10－8錳銅合金4.4×10－7鋁2.9×10－8鎳銅合金5.0×10－7鎢5.3×10－8鎳鉻合金1.0×10－6丁 (2020·河北承德一中期中)(1)某同學在實驗室測定金屬絲電阻率的實驗中，用游標卡尺測量金屬絲的長度如圖甲所示，可知其長度為____________；如圖乙所示，用螺旋測微器測金屬絲的直徑，測量值為_________________________mm?？键c二實驗拓展創(chuàng)新例2101.50mm

10.501(10.500～10.502)

(2)影響材料電阻率的因素很多，一般情況下金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，半導體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小。某學校研究小組需要研究某種材料的導電規(guī)律，他們用這種材料制作成電阻較小的元件P，測量元件P中通過的電流隨兩端電壓從零開始逐漸增大過程中的變化規(guī)律。圖丙是他們按設計好的電路連接的部分實物圖，請?zhí)砑觾筛鶎Ь€，使電路完整。丙

[答案]半導體材料[答案](4)若可供選擇的滑動變阻器有R1(最大阻值為2.5Ω，允許通過的最大電流為0.25A)、R2(最大阻值為5Ω，允許通過的最大電流1.5A)，則本實驗應該選用的滑動變阻器為_____(填器材前的編號)。(5)把元件P接入如圖戊所示的電路中，已知定值電阻R阻值為4Ω，電源電動勢為2V，內(nèi)阻不計，則該元件實際消耗的電功率為___________________W。R2

戊0.25(0.24～0.26)

[解析]

(1)游標卡尺測得金屬絲的長度為101mm＋10×0.05mm＝101.50mm；螺旋測微器的讀數(shù)為10.5mm＋0.1×0.01mm＝10.501mm。甲

(3)將各個數(shù)據(jù)點描點，用平滑的曲線連接各點可得元件的I－U圖像，如圖乙所示。乙

(4)由于電壓要求從零開始調(diào)，所以滑動變阻器應采用分壓式接法，R1允許通過的最大電流為0.25A，不符合題干要求，故選R2。(5)將R視為電源內(nèi)阻，在表示元件P的I－U圖像中同時作出表示電源的I－U圖像，如圖丙所示，讀出兩圖線的交點即工作點的坐標為I＝0.25A，U＝1.0V，所以元件P消耗的功率為P＝UI＝1.0×0.25W＝0.25W(0.24－0.26W)。丙

32年高考·1年模擬1．(2020·課標Ⅰ，22)某同學用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx，所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ，電流表內(nèi)阻為0.5Ω。該同學采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點之間，另一種是跨接在O、Q兩點之間。測量得到如圖(b)所示的兩條U－I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。回答下列問題：(1)圖(b)中標記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在_______(填“O、P”或“O、Q”)兩點的方案測量得到的。圖(a)

O、P

(2)根據(jù)所用實驗器材和圖(b)可判斷，由圖線_____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值，結(jié)果為_______Ω(保留1位小數(shù))。(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對(2)中得到的結(jié)果進行修正，修正后待測電阻的阻值為_______Ω(保留1位小數(shù))。圖(b)

Ⅰ

50.5

50.0

2．(2019·天津卷，9(3))現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。①某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是__________________________mm。0.200(0.196～0.204均可)

②利用下列器材設計一個電路，盡量準確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，畫出實驗電路圖，并標明器材代號。電源E(電動勢10V，內(nèi)阻約為10Ω)電流表A1量程0～250mA，內(nèi)阻R1＝5Ω)電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)阻約為5Ω)滑動變阻器R(最大阻值10Ω，額定電流2A)開關S及導線若干[答案]

③某同學設計方案正確，測量得到電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2，則這段金屬絲電阻的計算式Rx＝_____。從設計原理看，其測量值與真實值相比_______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。相等3．(2020·云南西雙版納期末)在“用伏安法測定一條金屬絲(總電阻約10Ω)的電阻率”的實驗中。(1)某同學用螺旋測微器測得金屬絲直徑d如圖甲所示，可讀得d＝________mm。0.725

甲

(2)他又把金屬絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在金屬絲上夾上一個小金屬夾P，移動金屬夾P的位置，從而改變接入電路中金屬絲的長度。把這樣的