2021-2022年高中物理實驗專題訓(xùn)練：測定金屬的電阻率(八)課件

實驗八測定金屬的電阻率

(同時練習(xí)使用螺旋測微器)圖1長度l實驗基礎(chǔ)知識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(guān)，導(dǎo)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.(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(fù)測量三次，求出其平均值l.螺旋測微器(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(guān)，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi).最大實驗處理方法請在此輸入您的大標(biāo)題請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本“4098萬請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本“請輸入您的小標(biāo)題6最新文檔精品文檔2.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.偏小小于大3.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

法.(2)實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、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(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測量三次，求其平均值.(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(guān)之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值

的位置.外接最大(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)若采用圖象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.請在此輸入您的大標(biāo)題文本文本請在此輸入您的文本請在此輸入您的文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本10最新文檔精品文檔熱點一測量儀器、儀表的讀數(shù)圖2【典例1】(1)如圖所示的兩把游標(biāo)卡尺,它們的游標(biāo)尺自左至右分別為9mm長10等分、19mm長20等分、49mm長50等分,它們的讀數(shù)依次為________mm，_______mm.17.723.85圖11.先由主尺上讀出整毫米數(shù)x.2.再從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)K.3.結(jié)果表達式:(x＋K×精確度)mm17mm+7×0.1mm=17.7mm17mm7格審題析疑(2)使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則金屬絲a、b的直徑分別為________mm，_________mm.2.1500.0481.測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出．2.小數(shù)部分由可動刻度讀出.3.測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)．2.0mm15.02.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm??審題析疑審題析疑(3)①圖甲用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，表針的示數(shù)是________A；當(dāng)使用3A量程時,對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A,圖中表針示數(shù)為______A.②圖乙使用較小量程時,每小格表示______V,圖中指針的示數(shù)為______V.若使用的是較大量程,則這時表盤刻度每小格表示______V,圖中表針指示的是______V.0.020.440.12.201.700.10.58.5(1)0～3V電壓表、0～3A電流表讀數(shù)方法相同，精確度0.1V或0.1A，讀到小數(shù)點后兩位．(2)0.6A量程的電流表精確度0.02A,讀數(shù)時要讀到小數(shù)點后面兩位,要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01A.(3)0～15V量程的電壓表,精確度0.5V,讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位,即讀到0.1V.(4)旋鈕式電阻箱如圖所示,電流從接線柱A流入,從B流出,則接入電路的電阻為________Ω.今欲將接入電路的電阻改為2087Ω，最簡單的操作方法是:_______________________________________________．若用兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為:________________．19870～19998Ω將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0解析電阻為1987Ω.最簡單的操作方法是將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0.每個電阻箱的最大阻值是9999Ω，用這樣兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻2×9999Ω＝19998Ω.故兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為0～19998Ω.答案(4)1987；將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0；0～19998Ω解析/顯隱游標(biāo)卡尺的讀數(shù)應(yīng)注意的幾點規(guī)律方法(1)看清精確度右圖示，示數(shù)為多少？易錯讀成11＋4×0.1mm＝11.40mm正確的應(yīng)為11.4mm,游標(biāo)卡尺不需估讀,后面不能隨意加零.

(2)區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端右圖示，示數(shù)為多少？

易錯讀成13＋10×0.05mm＝13.50mm正確讀數(shù)為14＋10×0.05mm＝14.50mm熱點二器材的選擇、實驗操作及誤差分析【典例2】(2013·北京卷,21)某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值.(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在實驗中，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母)；實驗電路應(yīng)采用圖13中的________(選填“甲”或“乙”)．BC甲(2)圖右是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線．P(1)注意連圖時,連線的兩個端點應(yīng)分別連接在兩個接線柱上,連線間不能交叉.(2)結(jié)合前小題結(jié)論，應(yīng)連接成外接限流式接法．在連線前斷開開關(guān)，且把滑片P置于變阻器左端，使Rx兩端的電壓最小.(3)先連主回路，電流表與Rx串聯(lián)連接.(4)再將電壓表跨接在Rx的兩端.審題析疑(3)接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖所示，可得該電阻的測量值Rx

＝U/I＝

________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．5.2示數(shù)為0.50A示數(shù)為2.6V(3)接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖所示，可得該電阻的測量值Rx

＝U/I＝

________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．5.2示數(shù)為0.50A示數(shù)為2.6V(5)在不損壞電表的前提下，將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動距離x的增加，被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是________．A1.儀器選擇的基本思路

規(guī)律方法一(1)優(yōu)先考慮安全因素：各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)(2)考慮讀數(shù)誤差因素：一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的,以減小讀數(shù)誤差.(3)儀器選擇的一般步驟：①首先選擇唯一性的器材；②粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；③估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材．2．控制電路的選擇(1)滑動變阻器兩種接法的對比限流接法分壓接法閉合S前觸頭在b端閉合S前觸頭在a端(2)分壓和限流電路的選擇原則①Rx>>R滑．②題中要求Rx上電壓變化范圍大,且從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)．③用限流式接法時,電路中的最小電流超過用電器的I額.選用分壓式接法的幾種情況探究高考命題視角

近年高考電學(xué)實驗試題的三個顯著特點：第一、基于教材中的電學(xué)實驗,著重考查實驗原理的改進、實驗步驟、誤差分析；第二、重視電學(xué)的實驗方法,問題設(shè)置結(jié)合科技、生產(chǎn)、生活的實際；第三、基本儀器的使用是考查的熱點,實驗的器材選擇、實際操作是考查的重點,設(shè)計型實驗是考查的難點,實驗的基本原理和思想方法是考查的核心.視角1基本儀器的使用及讀數(shù)(如螺旋測微器、游標(biāo)卡尺、電壓表、電流表及多用電表的讀數(shù))視角2

實驗儀器的選擇、測量電路、控制電路的選擇視角3

完善基本操作過程視角4

根據(jù)題目給出的實驗器材,用所學(xué)知識解決實際問題,設(shè)計新的實驗方案例1

(2019·江西宜春市上學(xué)期期末)某興趣小組測定某種帶狀卷成卷盤狀的導(dǎo)電物質(zhì)的電阻率，如圖2甲所示.圖2(1)他們先用螺旋測微器測出帶的厚度為d，這種物質(zhì)表面鍍了一層絕緣介質(zhì)，其厚度不計，用游標(biāo)卡尺測出帶的寬度L、內(nèi)徑D1、外徑D2(d?D2－D1).其中寬度L的讀數(shù)如圖乙所示，則寬度L＝________mm.9.8解析游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：9mm＋8×0.1mm＝9.8mm；類型1

教材原型實驗(2)然后用伏安法測這根帶的電阻，在帶的兩端引出兩個接線柱，先用歐姆表粗測其電阻約為500Ω，再將其接入測量電路.在實驗室里他們找到了以下實驗器材：A.電源E(電動勢為4V，內(nèi)阻約為0.5Ω)B.電壓表V(量程為15V，內(nèi)阻約為5000Ω)C.電流表A1(量程為300mA，內(nèi)阻約為2Ω)D.電流表A2(量程為250mA，內(nèi)阻為2Ω)E.滑動變阻器R1(總阻值為10Ω)F.滑動變阻器R2(總阻值為100Ω)G.定值電阻R0＝10ΩH.開關(guān)和導(dǎo)線若干①要更好地調(diào)節(jié)和較為精確地測定其電阻，則以上不必要的器材有________(填器材前面的序號)；BF解析①由于電源電壓為4V，而電壓表的量程為15V太大了，不利于讀數(shù)，故電壓表不需要；滑動變阻器R2(總阻值為100Ω)阻值偏大，不利于調(diào)節(jié)，產(chǎn)生誤差較大，故不需要，所以不需要的器材為B、F；②在方框內(nèi)畫出實驗電路圖；解析將電流表A2與定值電阻R0串聯(lián)改裝成電壓表，并將電流表A1外接，從而減小測量電流和電壓的誤差，同時采用滑動變阻器分壓式接法，如圖所示：答案見解析圖③若測出的電阻為R，則其電阻率為ρ＝____________(用d、D1、D2、L、R表示).變式1

(2019·廣東廣州市4月綜合測試)測金屬絲的電阻率的實驗.(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖3(a)，其示數(shù)為________mm；圖30.360解析金屬絲的直徑為：0.01mm×36.0＝0.360mm；(2)實驗電路如圖(b)，請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖(c)的實物連線；答案見解析圖解析實物連線如圖：(4)若穩(wěn)壓電源輸出電壓為U，金屬絲的橫截面積為S，則該金屬絲的電阻率ρ＝________(用k、U、S表示).kUS例2

(2019·江西南昌市第二次模擬)某同學(xué)想測出學(xué)校附近一工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達到排放標(biāo)準(zhǔn)(一般工業(yè)廢水電阻率的達標(biāo)值為ρ≥200Ω·m).圖4為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的金屬薄板(電阻極小)，其余四面由絕緣材料制成，容器內(nèi)部長a＝40cm，寬b＝20cm，高c＝10cm.他將水樣注滿容器后設(shè)計實驗進行測量.圖4類型2

測定液體的電阻率(1)他用實驗室中的下列器材來精確測量所取水樣的電阻：A.電流表(量程5mA，電阻RA＝800Ω)B.電壓表(量程15V，電阻RV約為10.0kΩ)C.滑動變阻器(0～20Ω，額定電流1A)D.電源(12V，內(nèi)阻約10Ω)E.開關(guān)一只、導(dǎo)線若干請用筆畫線代替導(dǎo)線幫他在圖5中完成電路連接；圖5答案見解析圖所以電流表應(yīng)用內(nèi)接法，由于滑動變阻器的總阻值為20Ω，為了方便調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖：(2)正確連接電路后，這位同學(xué)閉合開關(guān)，測得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動變阻器，重復(fù)上述測量得出一系列數(shù)據(jù)如下表所示，請你在圖6的坐標(biāo)系中作出U－I

關(guān)系圖線；圖6U/V2.04.06.88.210.011.2I/mA0.801.602.733.384.004.45答案見解析圖解析根據(jù)U、I所測的數(shù)據(jù)作出U－I圖線如圖：(3)由U－I圖線求出待測水樣的電阻為__________________Ω，算出所測水樣的電阻率，可以判斷這一水樣________(選填“達標(biāo)”或“不達標(biāo)”).1717(1650～1750)不達標(biāo)1.伏安法電路圖特點：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻時應(yīng)用內(nèi)接法測量，外接法測量值偏小，測小電阻時應(yīng)采用外接法測量).外接法內(nèi)接法類型3電阻測量的方法2.伏伏法若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來使用.圖7例3用以下器材可測量電阻Rx的阻值.待測電阻Rx，阻值約為600Ω；電源E，電動勢約為6V，內(nèi)阻可忽略不計；電壓表V1，量程為0～500mV，內(nèi)阻r1＝1000Ω；電壓表V2，量程為0～6V，內(nèi)阻r2約為10kΩ；電流表A，量程為0～0.6A，內(nèi)阻r3約為1Ω；定值電阻R0，R0＝60Ω；滑動變阻器R，最大阻值為150Ω；單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干.答案見解析圖電流表量程太大，可以把電壓表V1并聯(lián)一個定值電阻改裝成電流表，電壓表選擇V2即可，要求測量多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖所示.(2)若選擇測量數(shù)據(jù)中的一組來計算Rx，則由已知物理量符號和測得的物理量符號計算Rx的表達式為Rx＝__________________，式中各符號的意義是____________________________________________________________________.(所有物理量用題中代表符號表示)U1為電壓表V1的讀數(shù)，U2為電壓表V2的讀數(shù)，r1為電壓表V1的內(nèi)阻，R0為定值電阻3.安安法若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用.圖8例4

(2019·山東濰坊市二模)某同學(xué)利用如圖9甲所示的電路測量一表頭的電阻.供選用的器材如下：A.待測表頭G1，內(nèi)阻r1約為300Ω，量程5.0mA；B.靈敏電流計G2，內(nèi)阻r2＝300Ω，量程1.0mA；C.定值電阻R＝1200Ω；D.滑動變阻器R1＝20Ω；E.滑動變阻器R2＝2000Ω；F.電源，電動勢E＝3.0V，內(nèi)阻不計；G.開關(guān)S，導(dǎo)線若干.圖9(1)在如圖乙所示的實物圖上將導(dǎo)線補充完整；答案見解析圖解析實物連線如圖：(2)滑動變阻器應(yīng)選________(填寫器材前的代號).開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑動至________(填“a”或“b”)端；Da解析因為滑動變阻器要接成分壓電路，則應(yīng)選擇阻值較小的D；開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑動至a端；(3)實驗中某次待測表頭G1的示數(shù)如圖丙所示，示數(shù)為________mA；3.00解析待測表頭G1的示數(shù)為3.00mA；(4)該同學(xué)多次移動滑片P，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2；以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線.已知圖線的斜率k＝0.18，則待測表頭內(nèi)阻r1＝________Ω.270(5)該同學(xué)接入電阻R的主要目的是______________________________________保護G2，使兩表均能達到接近滿偏解析該同學(xué)接入電阻R的主要目的是：保護G2，使兩表均能達到接近滿偏.解得r1＝270Ω；4.半偏法(1)實驗原理(如圖10)：(2)實驗步驟：①R1阻值調(diào)至最大，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的阻值使示數(shù)達滿偏值.②保持R1阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2使示數(shù)達滿偏值的一半，同時記錄R2的值.③Rg測＝R2.圖10例5

(2019·河南頂級名校第四次聯(lián)測)某同學(xué)將一只量程為100μA的靈敏電流計改裝成電流表和兩個量程的電壓表.改裝后的電路圖如圖11甲所示.圖中G表示靈敏電流計，Ra、Rb和Rc是三個定值電阻，K是選擇開關(guān)，可以分別置于a、b、c位置，從而實現(xiàn)多功能測量.圖11(1)首先根據(jù)如圖乙所示電路，用半偏法測定靈敏電流計G的內(nèi)阻.先將R的阻值調(diào)至最大，閉合S1，調(diào)節(jié)R的阻值，使G的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，然后閉合S2，調(diào)節(jié)R′的阻值，使G的指針________，此時，就認(rèn)為電阻箱R′的讀數(shù)等于G的內(nèi)阻.由于半偏法實驗原理不完善導(dǎo)致G的內(nèi)阻測量值比真實值偏________.(填“大”或“小”)半偏小實際上電阻箱并入后的電路的總電阻減小了，干路電流增大了，靈敏電流計半偏時，流過電阻箱的電流大于流過靈敏電流計的電流，電阻箱接入的電阻小于靈敏電流計的電阻，所以，該測量值略小于實際值；解析半偏法測電阻實驗步驟：第一步，按原理圖連好電路；第二步，先將R的阻值調(diào)至最大，閉合S1，調(diào)節(jié)R的阻值，使G的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；第三步，閉合S2，調(diào)節(jié)R′的阻值，使G的指針半偏，記下電阻箱讀數(shù)，此時電阻箱R′的讀數(shù)等于G的內(nèi)阻；(2)若用半偏法測得G的內(nèi)阻為900Ω.①選擇開關(guān)置于a時，構(gòu)成量程為0～1mA的電流表，則電阻Ra阻值應(yīng)為________Ω；100②選擇開關(guān)置于b時，構(gòu)成量程為0～1V的電壓表，則電阻Rb阻值應(yīng)為________Ω；910解析選擇開關(guān)置于a時，構(gòu)成量程為0～1mA的電流表，解析選擇開關(guān)置于b時，構(gòu)成量程為0～1V的電壓表，③選擇開關(guān)置于c時，構(gòu)成量程為0～3V的電壓表，則電阻Rc阻值應(yīng)為________Ω.2910解析選擇開關(guān)置于c時，構(gòu)成量程為0～3V的電壓表，請在此輸入您的大標(biāo)題請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本請輸入文本57最新文檔精品文檔(3)半偏法測量G內(nèi)阻的誤差又會導(dǎo)致改裝成的電流表、電壓表測量結(jié)果________.(填“偏大”或“偏小”)偏小解析半偏法測量G的內(nèi)阻時，測量值略小于實際值，改裝成電流表時的并聯(lián)電阻偏小，實際量程大于所要改裝的電流表的量程；改裝成電壓表時的串聯(lián)電阻偏大，其實際量程也大于所要改裝的電壓表的量程，用它們測量結(jié)果偏小.5.替代法(1)實驗原理(如圖12)：圖12(2)實驗步驟：S先與2連接，記錄的示數(shù)，再與1連接，調(diào)節(jié)R值使的示數(shù)與原值相等，則Rx＝R.例6

(2019·河南安陽市下學(xué)期二模)為了測量一電壓表V的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖13甲所示的電路.其中V0是標(biāo)準(zhǔn)電壓表，R0和R分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分