2018届高考物理一轮总复习课件 实验8 测定金属的电阻率
高考物理一轮总复习第八章实验八测定金属的电阻率讲义含解析新人教版06
高考物理一轮总复习第八章实验八测定金属的电阻率讲义含解析新人教版06实验八测定金属的电阻率◆注意事项1．本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．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、被测金属丝、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被测金属丝的两端．3．测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值．4．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．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，通过被测金属丝的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．7．若采用图象法求R的平均值，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．◆误差分析1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一．2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小．3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差．4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．热点一实验原理与操作[典例赏析][典例1] (2016·全国卷Ⅱ)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 2.00 V，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器 ________ (填“R 1”或“R 2”)．(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 ________ Ω(结果保留到个位)．(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为 ________ (填正确答案标号)．A ．100 μAB ．250 μAC ．500 μAD ．1 mA[解析] (1)滑动变阻器使用的是分压式接法，为了调节效果好，选择最大阻值小的滑动变阻器R 1；(2)根据电路图连接实物图，注意滑动变阻器的分压式接法，电压表与电阻箱串联，实物图如图所示；(3)电阻箱阻值为零时，电压表示数为 2.5 V ，认为滑动变阻器上的分压不变，即为2.5 V ，所以当电压表示数为2 V 时，电阻箱上分得电压为0.5 V ，根据串联电路电压比等于电阻比，故电压表的内阻为电阻箱阻值的4倍，则R V ＝4×630 Ω＝2 520 Ω；(4)根据欧姆定律可得I g ＝U g R V ＝2.52 520A≈1 mA. [答案] (1)R 1 (2)见解析 (3)2 520 (4)D实物图连线的技巧1．总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负．2．对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可，注意电表的正、负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处．3．对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间．注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处．[题组巩固]1．实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为 1.7×10－8Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R x，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；定值电阻：R0＝3 Ω；电源：电动势6 V，内阻可不计；开关、导线若干．回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________ (填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________ 端(填“a”或“b”)．(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________ V.(4)导线实际长度为________ m(保留两位有效数字)．解析：(1)由(3)中电流表的读数为0.50 A 时，电压表的读数为2.30 V 可知，R x 和R 0的总阻值约为4.60欧姆，若选用滑动变阻器R 1，电源电压为6 V ，电流表的量程只有0.6 A ，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选R 2.闭合开关前应将滑片移至a 端保证连入电阻最大．(2)如图所示．(3)由于电压表量程0～3 V ，分度值为0.1 V ，故读数为2.30 V.(4)R x 的阻值约为1.60 Ω，由R x ＝ρl S 可知，l ＝R x S ρ＝1.60×1.0×10－61.7×10－8 m≈94 m. 答案：(1)R 2 a (2)图见解析 (3)2.30(2.29～2.31均正确) (4)94(93～95均正确)2．电学实验中经常需要测量电阻的阻值．(1)测电阻的方法有很多种，现在有一只标“220 V 40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为 ________ Ω.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值就 ________ (选填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值．(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值．A ．220 V 交流电源B ．单刀双掷开关一只C ．电阻箱一只(0～999.9 Ω，额定电流0.5 A)D ．固定电阻一只(0.5 kΩ，额定电流0.3 A)E ．交流电流表一只(0～0.3 A)请在方框内画出电路原理图． 解析：(1)正常工作时电压为额定电压，故有P ＝U 2R ，所以R ＝U 2P＝1 210 Ω；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值．(2)应用替代法．因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作时的电阻值，故应串联一固定电阻，电路原理图如图．答案：(1)1 210 小于(2)图见解析热点二数据处理及误差分析[典例赏析][典例2] 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：x(3)如图是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值R x＝________ Ω(保留两位有效数字)．(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为________ (填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是________ .A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由电流表和电压表的内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差[解析](1)螺旋测微器的读数为：0 mm＋39.7×0.01 mm＝0.397 mm(0.395～0.399 mm之间均正确)．(2)实验测量数据中电压表示数从0.10 V开始，非常小，应考虑使用滑动变阻器分压式接法，故采用的是图甲的电路设计方案．(3)连图时注意滑动变阻器的分压式接法，注意电流表和电压表的正负极．如图甲．(4)将第2、4、6次测量数据的坐标点标出来后，画出一条直线，舍去第6次实验数据点，让直线过坐标原点，计算出图线斜率为 4.5(4.3～4.7之间均正确)，即为金属丝的阻值．如图乙．(5)根据电阻定律R x＝ρlS＝ρ4lπD2，代入数据计算得到电阻率ρ≈1×10－6Ω·m，C对．(6)由于读数引起的误差属于偶然误差，A错；电流表和电压表的内阻引起的误差属于系统误差，B错；由于该实验原理未考虑电表内阻造成的误差，因此将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由于测量仪表引起的系统误差，C对；通过U－I图象处理数据时已经直观地舍去了第6次实验数据，且多次测量后画直线的目的就是取平均值，因此用U －I图象处理数据更好地减小了偶然误差，D对．[答案](1)0.397(0.395～0.399均可) (2)甲(3)见解析图甲(4)见解析图乙4.5(4.3～4.7均可) (5)C (6)CD1．作图象时，应使大多数的点在直线或平滑的曲线上，不在线上的点尽量均匀分布在直线的两侧，误差较大的点舍去不用．2．偶然误差与系统误差的关系(1)偶然误差：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的．通过多次测量求平均值或采用图象法处理数据可减小偶然误差．(2)系统误差：由于仪器本身不精密，实验方法粗略或实验原理不完善而产生的．通过校准仪器或改进实验方法和实验设计原理可减小误差．[题组巩固]3．某同学通过实验测量一种合金的电阻率．(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图甲所示的部件________ (选填“A”“B”“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm.(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中________ (选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________ (选填“短路”或“断路”) .(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为 2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.解析：(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B.螺旋测微器的示数为(0＋41.0×0.01)mm＝0.410 mm.(2)电压表的示数不为零，电流表的示数几乎为零，说明连接两电表的电路是导通的．而滑动变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、8、9间断路．(3)由题意知R AR x≈0.005<R xR V≈0.02，说明电流表的分压作用不显著，故可将电流表改为内接，并测出多组U、I值，求出R x后，再取平均值作为实验结果．答案：(1)B0.410 (2)7、8、9 断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)4．某同学为了测量电流表A1内阻的精确值，提供如下器材：电流表A1(量程300 mA，内阻约为5 Ω)；电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)；电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.01 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)；定值定阻R0(5 Ω)；导线、开关若干．(1)要求待测电流表A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能减小误差．以上给定的器材中滑动变阻器应选________ .请在下面的虚线框内画出测量用的电路原理图，并在图中标出所选仪器的代号．(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A 1的内阻r 1，则r 1的表达式为r 1＝ ________ .(3)上式中各符号的物理意义是_______________________________________________． 解析：(1)要求待测电流表A 1的示数从零开始变化，且多测几组数据，应该设计成分压电路，滑动变阻器应选阻值为0～10 Ω的R 1.电路原理图如图所示．(2)由I 1r 1＝(I 2－I 1)R 0可得电流表A 1的内阻r 1的表达式为r 1＝I 2－I 1I 1R 0. (3)r 1＝I 2－I 1I 1R 0中I 2、I 1分别为某次实验时电流表A 2、A 1的示数，R 0是定值电阻的阻值． 答案：(1)R 1 电路原理图见解析 (2)I 2－I 1I 1R 0 (3)I 2、I 1分别为某次实验时电流表A 2、A 1的示数，R 0是定值电阻的阻值热点三 拓展创新实验[核心提炼]对本实验，除常规的伏安法测电阻外，还可对实验方案进行改进，提出下面几种测量方法：1．安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用．(1)如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A 1的内阻R 1，则可测得A 2的内阻R 2＝I 1R 1I 2. (2)如图乙所示，当两电表的满偏电压U A2≫U A1时，A 1串联一定值电阻R 0后，同样可测得A 2的电阻R 2＝I 1(R 1＋R 0)I 2.2．伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用．(1)如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知V 1的内阻R 1，则可测出V 2的内阻R 2＝U 2U 1R 1.(2)如图乙所示，两电表的满偏电流I V1≪I V2时，V 1并联一定值电阻R 0后，同样可得V 2的内阻R 2＝U 2U 1R 1＋U 1R 0.3．半偏法测电流表内阻 电路图如图所示步骤：(1)断开S 2，闭合S 1，调节R 0，使A 表满偏为I 0. (2)保持R 0不变，闭合S 2，调节R ，使A 表读数为I 02.(3)由上可得R A ＝R . 4．等效替代法如图所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I ；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数仍为I ，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值．[典例赏析][典例3] (2018·全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图(a)所示的电路测量某待测电阻R x的阻值，图中R 0为标准定值电阻(R 0＝20.0 Ω)；V 可视为理想电压表；S 1为单刀单掷开关，S 2为单刀双掷开关；E 为电源；R 为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验．(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S 1；(3)将开关S 2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表V 的示数U 1；然后将S 2掷于2端，记下此时电压表V 的示数U 2；(4)待测电阻阻值的表达式R x ＝ ________ (用R 0、U 1、U 2表示)； (5)重复步骤(3)，得到如下数据：(6)利用上述5次测量所得2U 1的平均值，求得R x ＝ ________ Ω.(保留一位小数) [解析] (1)根据原理图进行实物连线，注意滑动变阻器的接法，如图所示．(4)I ＝U 1R 0，U x ＝U 2－U 1，R x ＝U x I联立得：R x ＝(U 2－U 1)·R 0U 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2U 1－1R 0(6)U 2U 1的平均值为3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.395＝3.41 R x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2U 1－1R 0＝(3.41－1)×20.0 Ω＝48.2 Ω. [答案] (1)图见解析 (4)⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2U 1－1R 0 (6)48.2[题组巩固]5．(2019·长沙模拟)现要测量电流表G 1的内阻，给出下列器材： 电流表G 1(量程5 mA ，内阻r 1约为150 Ω左右)； 电流表G 2(量程10 mA ，内阻r 2约为100 Ω左右)； 定值电阻R 1＝100 Ω；定值电阻R 2＝10 Ω；滑动变阻器R 3(0～200 Ω)；干电池E (1.5 V ，内阻未知)； 单刀单掷开关S ；导线若干． (1)定值电阻选 ____________ ；(2)在虚线框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号；(3)若选测量数据中的一组计算r 1，所用的表达式r 1＝ __________ ，式中各符号的意义是：________________________________________________________________________.解析：(1)若选R 2，则其阻值太小，电流过大，而R 1与G 1内阻相当，故选R 1. (2)电路图如图所示：G 2的示数与G 1的示数之差为通过R 1的电流值．(3)由串、并联电路特点：I 1r 1＝R 1(I 2－I 1)，得r 1＝I 2－I 1I 1R 1，I 1、I 2分别表示电流表G 1、G 2的示数，R 1表示定值电阻R 1的阻值．答案：(1)R 1 (2)图见解析 (3)I 2－I 1I 1R 1 I 1、I 2分别表示电流表G 1、G 2的示数，R 1表示定值电阻R 1的阻值 6．(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2，C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线．(2)完成下列填空：①R1的阻值为________ Ω(填“20”或“2 000”)．②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的________ 端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置．最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B 与D所在位置的电势________ (填“相等”或“不相等”)．④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________ Ω(结果保留到个位)．(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：________________________________ .解析：(1)实物连线如图：(2)①滑动变阻器R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 Ω的滑动变阻器；②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的左端对应的位置；③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1；将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置；最终使得接通S2前后微安表的示数保持不变，这说明S2接通前后在BD中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等；④设滑片D两端电阻分别为R z1和R z2，因B与D所在位置的电势相等，可知R zR z1＝R AR z2；同理当R z和微安表对调时，仍有：R AR z1＝R′z2R z2；联立两式解得：R A＝R z1R′z2＝ 2 500×2 601Ω＝2 550 Ω(3)为了提高测量精度，调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程．答案：(1)连线见解析(2)①20 ②左③相等④2 550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程7．(2019·福建南安模拟)为测定一个待测电阻R x的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：电池组E：电动势3 V，内阻不计电流表A1：量程0～15 mA，内阻约为100 Ω电流表A2：量程0～300 μA，内阻1 000 Ω滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A开关S、导线若干要求实验中尽可能准确地测量R x的阻值，请回答下面问题：(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表______ (填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到________ Ω，这样可以改装成—个量程为3.0 V的电压表；(2)在方框中画出完整测量R x阻值的电路图，并在图中标明器材代号；(3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________ mA，电流表A2的示数是________ μA，测得待测电阻R x的阻值是________ .本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因，测量值较真实值________ (选填“偏大”或“偏小”)．解析：(1)题目中未给出电压表，把A2和R2串联起来充当电压表，此电压表量程为3 V，R＝3 V300×10－6 A－1 000 Ω＝9 000 Ω.(2)电路图如图所示．(3)由图示可知，电流表A1的示数为8.0 mA，电流表A2的示数是150 μA，电流表A2的电压读数为1.5 V，待测电阻阻值为R x＝UI1＝1.5 V8.0 mA＝187.5 Ω.测量的电流值偏大，因此测量的电阻偏小．答案：(1)A29 000 (2)图见解析(3)8.0 150 187.5 Ω偏小。
2018年高考物理新课标一轮复习课件：第8章 第3讲 实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
a.若采用限流式接法不能控制电流(或电压)满足实验要求,即若滑动变阻器 阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量 程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式接法;
b.若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动
变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不 够大,此时,应改用分压电路; c.若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路。 (3)两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电 路简单、耗能低。
RA≪Rx 大电阻
RV≫Rx 小电阻
2.两种接法的选择 (1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较, 若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。简单概括 为“大内偏大,小外偏小”。 (2)临界值计算法
Rx< 时 ,用电流表外接法。 R V RA
Rx> 时 ,用电流表内接法。 R V RA (3)实验试探法:按图接好电路,让电压表一根接头P先后与a、b处接触一下, 如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流 表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则 可采用电流表内接法。
4.U、I测量:把滑动变阻器的滑片调节到使其接入电路中的电阻值最大的 位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出 几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S。
5.拆去实验线路,整理好实验器材。
[数据处理] 1.在求Rx的平均值时可用两种方法
U 分别算出各次的阻值,再取平均值。 (1)用Rx= I
教材研读
[实验目的] 1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。 2.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
2018届高三物理一轮复习实验八测定金属的电阻率课件
(2)原理:可动刻度E上的刻度为50等份,则螺旋测微器 的精确度为0.01mm。 (3)读数。 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不 足半毫米部分由可动刻度读出。 ②测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是 否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
③如图所示,固定刻度示数为2.0mm,而从可动刻度上读 的示数为15.0,最后的读数为2.0mm+15.0×0.01mm =2.150mm。
2.游标卡尺: (1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、 外测量爪),游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。
(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。 (3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的 差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻 度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度的总 长度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有 10格的、20格的、50格的,其精确度见下表:
4.电阻率的测定原理:
(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电
阻,Rx=
U I
,电路原理如图所示。
(2)用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度l,用螺
旋测微器测得金属丝的直径d,算出横截面积S= d 2 。
(3)根据电阻定律R=
l S
,得金属丝电阻率ρ=
d
2
4 U
。
4 lI
【实验器材】 被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0～0.6 A),电压 表(0～3 V),滑动变阻器(50Ω),开关,导线若干,螺旋 测微器,毫米刻度尺。
3.伏安法测电阻:电流表内接法和外接法的比较。
电流表内接法
电流表外接法
电路 图
2018年高考物理复习实验8：测定金属的电阻率 课件(40张)
热点分类聚焦 热点一 实验电路和器材的选择 1在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻 Rx 约为 5 Ω，实验室备有下列实验器材： A．电压表 V1(量程 0～3 V，内阻约为 15 kΩ) B．电压表 V2(量程 0～15 V，内阻约为 75 kΩ) C．电流表 A1(量程 0～3 V，内阻约为 0.2 Ω) D．电流表 A2(量程 0～0.6 A，内阻约为 1 Ω) E．变阻器 R1(0～100 Ω，0.6 A) F．变阻器 R2(0～2 000 Ω，0.1 A) G．电池组 E(电动势为 3 V，内阻约为 0.3 Ω) H．开关 S，导线若干
2．电学实验仪器的选择 (1)选择电表：根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选 择电表．合理选择量程，务必使指针有较大偏转(一般要大于满 1 偏度的3)，以减小测读误差． (2)选择滑动变阻器：根据电路中可能出现的电压或电流范 围选择滑动变阻器， 注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定 值，在此条件下，为了便于调节选总阻值小的．
反思总结 实物连图应注意的问题 (1)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． (2)滑动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．
热点三 实验拓展与创新 电阻测量的五种主法 1．伏安法：内接法和外接法(见例 3) 2．替换法(见随堂巩固演练 1) 保持外部电路相同条件下，若通过两个电阻的电流相同，则 电阻相同． 3．安安法(见随堂巩固演练 3) 两个电流表和定值电阻组合， 已知内阻的电流表可当做电压 表使用，若量程太小，配合定值电阻增大其量程． 4．伏伏法(见随堂巩固演练 4) 两个电压表和定值电阻组合， 已知内阻的电压表可当做电流 表使用，若量程太小，配合定值电阻增大其量程．
高考物理一轮复习 第八章 实验八 测定金属的电阻率课件
电源E1(电动势3 V,内阻不计); E2(电动势12 V,内阻不计); 滑动变阻器R(最大阻值约20 Ω);
螺旋测微器、毫米刻度尺、开关S、导线(dǎoxiàn).
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为
mm.
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第十三页，共三十八页。
(用题中所给字母表示).
解析:(3)Rx=
U U
= UR2 IR2 U
.
R2
答案:(3) UR2 IR2 U
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2.(2018·四川棠湖中学月考)某同学要测量一个改装后的电压表Vx的量程和内阻 (nèi zǔ),实验过程如下:
(1)先用多用电表粗测电压表的内阻和量程,实验中多用电表红表笔应与电压表
F.定值电阻R1=1 Ω
G.定值电阻R2=6 Ω
H.开关S及导线(dǎoxiàn)若干
为了精确测量该待测电阻的阻值,要求电表读数不少于量程的 .
1
3
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(1)在可供选择的器材中,电压表应选(yīnɡ xuǎn) (填序号).
(填序号),定值电阻应选
解析:(1)电动势E=4.5 V,电压表V2量程过大,偏转(piānzhuǎn)程度过小,故电压表选V1; 若直接测待测电阻的阻值,则电流表偏转程度较小,故应再给待测电阻并联一电 阻,并联R2可让电流表有较合适的偏转.
答案(dá àn):(2)13.5 0.46
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(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d,材料的电阻率为ρ,则这一卷漆包线的长度
高考物理一轮通用课件实验八测定金属的电阻率
描绘了金属电阻率随温度变化的趋势 ，直观地展示了金属电阻率的温度特 性。
结果对比分析
与理论值对比
将实验测得的金属电阻率与理论 值进行对比，分析差异及可能原 因。
不同金属间对比
比较不同金属电阻率的差异，探 讨影响金属电阻率的因素。
误差产生原因探讨
温度影响
分析实验过程中温度变化 对金属电阻率测量的影响 ，以及如何减小这种影响 。
滑动变阻器的使用
通过调节滑动变阻器，改变电路中的电阻， 从而改变电流和电压值，以便进行多次测量 求平均值，减小误差。
D
电阻率概念及影响因素
电阻率定义
电阻率是描述材料导电性能的物理量，表示单位长度、单位截面积的导体在单 位温度下的电阻值。
影响因素
电阻率受材料本身性质、温度、压力等多种因素影响。不同材料的电阻率差异 很大，温度对电阻率也有显著影响，一般情况下，随着温度升高，电阻率增大 。此外，压力等因素也会对电阻率产生一定影响。
谢谢聆听
实验步骤详解
01
4. 使用螺旋测微器测量金属丝的直径d，多次测量取平均值以减小误 差。
02
5. 使用米尺测量金属丝的长度L。
03
6. 根据实验数据计算金属丝的电阻R（R=U/I），并进一步计算电阻 率ρ（ρ=RS/L，其中S为金属丝的截面积，S=πd^2/4）。
04Βιβλιοθήκη 7. 分析实验数据，得出结论。注意事项及安全操作规范
学会使用电流表、电压表、 滑动变阻器等电学仪器。
学会根据实验数据描绘伏安 特性曲线，并计算金属丝的 电阻率。
实验原理
A
伏安法测电阻
通过测量金属丝两端的电压和通过的电流，利 用欧姆定律计算金属丝的电阻。
全国通用高三物理一轮复习：8-3 实验：测定金属的电阻率-教学PPT课件
高三总复习 ·物理
(4)旋钮式电阻箱如图 5 所示，电流从接线柱 A 流入，从 B 流出，则接入电路的电阻为 ________ Ω .今欲将接入电路的电阻 改为 2 087 Ω ，最简单的操作答案】 (1)17.7 mm (2)2.150 mm (3)0.44 2.20 (4)1 987 Ω 调到 0 1.70 8.5
23.85 mm
3.18 mm
将“× 1 k”旋钮调到 2，再将“× 100”旋钮
第16页
高三总复习 ·物理
【解析】
(1)最上面图读数： 17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.
中间图读数： 23 mm＋ 0.85 mm＝23.85 mm. 最下面图读数： 3 mm＋ 0.18 mm＝3.18 mm. (2)读数： 2.0 mm＋ 15.0×0.01 mm＝ 2.150 mm. (3)使用 0.6 A 量程时，表针示数为 0.44 A；当使用 3 A 量程 时，表针示数为 2.20 A. 使用 3 V 量程时，示数为 1.70 V；使用 15 V 量程时，表针 示数为 8.5 V. (4)电阻为 1 987 Ω， 最简单的方法是将“× 1 k” 旋钮调到 2， 再将“× 100”旋钮调到 0.
高三总复习 ·物理
(1)如图 1 所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至 下分别为 10 等分、 20 等分、 50 等分，它们的读数依次为 ________mm，________mm， ________mm. (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图 2 所示， 则金 属丝的直径是 ________mm.
第18页
高三总复习 ·物理
2.伏安法测电阻的电路选择 (1)比较法： 先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较， 若 Rx较小，采用电流表外接法；若 Rx较大，采用电流表内接 法． (2)计算法： Rx< RVRA时，用电流表外接法； Rx> RVRA时，用电流表内接法．
高考物理一轮复习实验增分专题8测定金属的电阻率课件
• (4)旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入 电最路简的单电 的1 9阻 操87为 作方__法__是________Ω，今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω， __将__“__×_1__k_”_旋_钮__调__到_2_，__再__将_“__×__1_0_0”_旋__钮__调_到__零______________.若用两个 这样的电阻箱，可得到的0～电1阻9 9值98范Ω围为____________________.
• ②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用 15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V.
• (4)电阻为1 987 Ω，最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将 “×100”旋钮调到零．每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的 两个电阻箱串联可达到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个 这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω.
• 回答下列问题 • (1)实验中滑动变阻器应选__R_2___(选填
“移至R1”_或__“__R_2_”端)，．闭(选合填开“关aS”前或应“将b”滑) a片 • (2)在实物图丙中，已正确连接了部分导
线，请根据图甲电路完成剩余部分的连 接．
丙
(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读 数为___2_._3_0_(2_._2_9_、__2_._3_1_均__正__确__) ____________V.
• 解析 (1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.
• 中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是10×0.05 mm＝0.50 mm，最 后结果是23 mm＋0.50 mm＝23.50 mm.
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•考点1 实验的考查
1．实验器材的选择 (1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实 际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)． 1 (2)考虑读数误差因素：一般要求各电表的实际读数不小于其量程的 ，以减小读 3 数误差． 2．实验中由于金属丝的电阻较小，采用电流表外接法，由于电压表分流，导致 测量的电阻偏小，因而得到的电阻率偏小，这是该实验的系统误差．
• 基本仪器的使用 • 一、螺旋测微器的使用 • 1．螺旋测微器的构造 • 如图所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C 上．旋钮D，微调旋钮D′和可动刻度E，测微螺杆F连在一起，通过精密 螺纹套在B上．
• 2．螺旋测微器的原理 • 测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm， 即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E 上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm， 即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千 分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺． • 3．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出， 小数部分由可动刻度读出．测量值(mm)＝固定刻度数 (mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一 位)×0.01(mm)．
• (4)测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其 平均值． • (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强度I不宜过 大(电流表用0～0.6 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． • 3．误差分析 • (1)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表 外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小． • (2)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大， 造成测量误差．
• 二、游标卡尺 • 1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测 量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺 钉．
• 2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径． • 3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值 制成． • 4．读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，k表示从游 标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录 结果表达为(x＋k×精确度) mm.
可供使用的器材有： 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω； 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干．
• 回答下列问题： • (1)实验中滑动变阻器应选____________(填“R1”或“R2”)， 闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)． • (2)在图乙所示的实物图中，已正确连接了部分导线，请根 据图甲电路完成剩余部分的连接． • (3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表 示数如图丙所示，读数为________V. • (4)导线实际长度为______m．(结果保留2位有效数字)
• 例1 (2014年山东卷)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某 同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜 导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．
甲
乙
• • • • • • • •
•方法规律
1．数据处理 (1)求 Rx 的平均值时可用两种方法 U ①用 Rx＝ I 分别算出各次的数值，再取平均值． ②用 U－I 图线的斜率求出． S πd2U (2)计算电阻率：将记录的数据 Rx，l，d 的值代入电阻率计算式 ρ＝Rx l ＝ . 4lI
• 2．注意事项 • (1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一 般采用电流表外接法． • (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待测 导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平 均值．
• 3．伏安法测电阻 • (1)电流表的内接法和外接法的比较
比较 电路图 误差来源 测量值与真 实值关系 适用范围
外接法
(Rx≪RV) U测 RVRx 阻 (Rx≫RA) U测 电流表分压 R 测＝ ＝RA＋Rx＞Rx I测 测大电阻
内接法
(2)电路的选择 临界值计算法：R0＝ RARV. Rx<R0 时，用电流表外接法，Rx 测＜Rx 真． Rx>R0 时，用电流表内接法，Rx 测>Rx 真．
4．实验步骤 (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，求出平均值 πd2 d，则导线横截面积 S＝ . 4 (2)电路连接：按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路． (3)长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复 测量 3 次，求出其平均值 l. (4)U， I 测量： 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置， 电路经检查确认无误后，闭合开关 S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应 的电流表、电压表的示数 I 和 U 的值，记入表格内，断开开关 S.
实验八 测定金属的电阻率
•实验要求
1．实验原理 l RS 由 R＝ρS得 ρ＝ l ，因此，只要测出金属丝的长度 l，横截面积 S 和金属丝的电 阻 R(用伏安法测电阻)，即可求出金属丝的电阻率 ρ. 2．实验器材 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻 器、开关、导线若干．