高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題七 實(shí)驗(yàn)七 測(cè)定金屬的電阻率課件 新人教版.ppt

《高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題七 實(shí)驗(yàn)七 測(cè)定金屬的電阻率課件 新人教版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題七 實(shí)驗(yàn)七 測(cè)定金屬的電阻率課件 新人教版.ppt（44頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)七測(cè)定金屬的電阻率 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 掌握電流表 電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法以及電流表和電壓表的讀數(shù)方法 2 掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法 3 會(huì)用伏安法測(cè)電阻 進(jìn)一步測(cè)定金屬的電阻率 實(shí)驗(yàn)原理 螺旋測(cè)微器 伏安 結(jié)合 和 用 測(cè)一段金屬絲的長(zhǎng)度l 用 測(cè)導(dǎo)線的直徑d 用 法 實(shí)驗(yàn)器材毫米刻度尺 螺旋測(cè)微器 直流電流表和直流電壓表 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍0 50 電池組 開關(guān) 被測(cè)金屬絲 導(dǎo)線若干 歐姆定律 電阻定律 毫米刻度尺 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)步驟 1 用 在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè) 一次直徑 求出其平均值d 螺旋測(cè)微器 最大 2 依照電路圖S7 1所示用導(dǎo)線將器材連好 將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至 填 最大 或 最小 圖S7 1 3 用毫米刻度尺測(cè)量 中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度 即有效長(zhǎng)度 反復(fù)測(cè)量3次 求出其平均值l 4 電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)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)的電流值和電壓值 記錄在表格內(nèi) 接入電路 斷開電鍵S 求出導(dǎo)線電阻R的平均值 5 拆去實(shí)驗(yàn)線路 整理好實(shí)驗(yàn)器材 數(shù)據(jù)分析 實(shí)驗(yàn)分析誤差分析 1 金屬絲直徑 長(zhǎng)度測(cè)量帶來(lái)誤差 2 電流表及電壓表對(duì)電阻測(cè)量的影響 因?yàn)殡娏鞅硗饨?3 通電電流過大 時(shí)間過長(zhǎng) 致使電阻絲發(fā)熱 電阻率隨之變化帶來(lái)誤差 基礎(chǔ)檢測(cè) 2013年安徽卷 1 在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中 利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過程如圖S7 2所示 校零時(shí)的讀數(shù)為 mm 合金絲的直徑為 mm 圖S7 2 2 為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx 設(shè)計(jì)出如圖S7 3甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖 按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物電路連接 甲 乙 圖S7 3 答案 1 0 0070 638 2 如圖D30所示 圖D30 考點(diǎn)1實(shí)物圖的連接 重點(diǎn)歸納 實(shí)物圖連接步驟 1 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 2 分析各元件連接方式 明確電表量程 3 畫線連接各元件 一般先從電源正極開始 到開關(guān) 再到滑動(dòng)變阻器等 按順序以單線連接方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來(lái) 然后再將要并聯(lián)的元件并聯(lián)到電路中 即 先串后并 4 電壓表應(yīng)并聯(lián) 電流表應(yīng)串聯(lián) 且電流應(yīng)由正接線柱流 入 負(fù)接線柱流出 典例剖析例1 2014年山東卷 實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線 某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度 該同學(xué)首先測(cè)得 導(dǎo)線橫截面積為1 0mm2 查得銅的電阻率為1 7 10 8 m 再利用圖S7 4甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx 從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度 甲 乙 圖S7 4 可供使用的器材有 電流表 量程0 6A 內(nèi)阻約0 2 電壓表 量程3V 內(nèi)阻約9k 滑動(dòng)變阻器R1 最大阻值5 滑動(dòng)變阻器R2 最大阻值20 定值電阻 R0 3 電源 電動(dòng)勢(shì)6V 內(nèi)阻可不計(jì) 開關(guān) 導(dǎo)線若干 回答下列問題 1 實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 填 R1 或 R2 閉合開 關(guān)S前應(yīng)將滑片移至 端 填 a 或 b 2 在實(shí)物圖S7 5中 已正確連接了部分導(dǎo)線 請(qǐng)根據(jù)圖 S7 4甲電路完成剩余部分的連接 圖S7 5 3 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 當(dāng)電流表的讀數(shù)為0 50A時(shí) 電壓表 示數(shù)如圖乙所示 讀數(shù)為 V 4 導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度為 m 保留2位有效數(shù)字 思維點(diǎn)撥 選擇儀器的原則 1 優(yōu)先考慮安全因素 各電表的實(shí)際讀數(shù)不能超過其量程 電阻類元件中的實(shí)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 差 3 儀器選擇的一般步驟 首先選擇唯一性的器材 粗畫電路圖 暫不接電流表和電壓表 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(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材 解析 1 由 3 中電流表的讀數(shù)為0 50A時(shí) 電壓表的讀數(shù)為2 30V可知 Rx和R0的總阻值約為4 60 若選用滑動(dòng)變阻器R1 電源電壓為6V 電流表的量程只有0 6A 會(huì)把電流表燒壞 故滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選R2 閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端保證連入電阻最大 2 如圖S7 6所示 3 由于電壓表量程0 3V 分度值為0 1V 故讀數(shù)為2 30V 2 29 2 31均正確 圖S7 6 答案 1 R2 a 2 如圖S7 6所示 3 2 30 2 29 2 31均正確 4 94 93 95均正確 考點(diǎn)練透 1 2012年北京卷改編 在 測(cè)定金屬的電阻率 實(shí)驗(yàn)中 所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn) 待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為 50cm 1 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑 其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖S7 7所示 其讀數(shù)應(yīng)為 mm 該值接近多次測(cè)量的平均值 圖S7 7 2 如圖S7 8所示是本次測(cè)量Rx所用的電路圖 圖S7 9所示是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖 圖中已連接了部分導(dǎo)線 滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端 請(qǐng)根據(jù)如圖S7 8所示的電路圖 補(bǔ)充完成圖S7 9中實(shí)物間的連線 并使閉合開關(guān)的瞬間 電壓表或電流表不至于被燒壞 圖S7 8 圖S7 9 3 任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差 本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn) 下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 有多個(gè)正確選項(xiàng) A 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí) 由于讀數(shù)引起的誤差 屬于系統(tǒng)誤差 B 由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C 若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi) 可以消除由測(cè)量 儀表引起的系統(tǒng)誤差 D 用U I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差 答案 1 0 397 0 395 0 399均可 2 如圖D31所示 圖D31 3 CD 2 2014年江蘇卷 同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率 1 用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑 為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖S7 10甲所示的部件 填 A B C 或 D 從圖甲中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為 mm 2 如圖乙所示是測(cè)量合金絲電阻的電路 相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出 合上開關(guān) 將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過程中 發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化 由此可以推斷 電路中 填圖中表示接線柱的數(shù)字 之間出現(xiàn)了 填 短路 或 斷路 甲 乙 圖S7 10 3 在電路故障被排除后 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2 23V和38mA 由此 該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58 7 為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值 在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下 對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn) 請(qǐng)寫出兩條建議 答案 1 B0 398 2 7 9 斷路 解析 1 讀數(shù)前先旋緊B 示數(shù)為0 01mm 39 8 0 398mm 2 電壓表的示數(shù)接近電源的電動(dòng)勢(shì) 電流表的示數(shù)很小 說(shuō)明電壓表串聯(lián)在電路中 由此推斷 合金絲沒有接入電路中 即電路中的接線柱7 9之間出現(xiàn)了斷路 3 由于電流表內(nèi)阻約0 3 可將電流表改為內(nèi)接 多次測(cè)量求平均值 可以讓測(cè)量誤差更小 或者用U I圖象的斜率求出電阻 3 電流表改為內(nèi)接 測(cè)量多組電流和電壓值 計(jì)算出電阻的平均值 或測(cè)量多組電流和電壓值 用圖象法求電阻值 考點(diǎn)2 測(cè)金屬電阻率的綜合應(yīng)用 重點(diǎn)歸納1 實(shí)驗(yàn)中如果被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小 實(shí)驗(yàn)電路必須用電流表外接法 2 測(cè)金屬絲直徑一定要選多個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量 3 閉合開關(guān)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 4 在用伏安法測(cè)電阻時(shí) 通過待測(cè)導(dǎo)線的電流I不宜過大 電流表用0 0 6A量程 通電時(shí)間不宜過長(zhǎng) 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 的測(cè)量值 再取平均值 第二種方法是用圖象法 U I圖線 來(lái)求出 若采用圖象法 在描點(diǎn)時(shí) 要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些 連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè) 個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮 典例剖析 例2 在 測(cè)定金屬的電阻率 的實(shí)驗(yàn)中 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖S7 11所示 用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L 金屬絲的電阻大約為5 先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻Rx 然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率 圖S7 11 1 從圖S7 11中讀出金屬絲的直徑為 mm 2 為此取來(lái)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0 3V 內(nèi)阻10k B 電壓表0 15V 內(nèi)阻50k C 電流表0 0 6A 內(nèi)阻0 05 D 電流表0 3A 內(nèi)阻0 01 E 滑動(dòng)變阻器 0 10 F 滑動(dòng)變阻器 0 100 要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值 電壓表應(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)中實(shí)物接線如圖S7 12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S7 12 錯(cuò)誤1 錯(cuò)誤2 思維點(diǎn)撥 根據(jù)題目所提供的待測(cè)電阻的大概電阻和電源 計(jì)算出電流 這是選擇電流表的依據(jù) 根據(jù)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)的難易程度 選擇滑動(dòng)變阻器 限流接法 滑動(dòng)變阻器的阻值為待測(cè)電阻的2 5倍為好 太小了或太大了 不容易調(diào)節(jié)電流和電壓的變化 解析 1 金屬絲的直徑為d 0 5mm 18 0 0 01mm 0 680mm 2 電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)大時(shí)測(cè)量誤差小 所以電壓表選A 電流表選C 滑動(dòng)變阻器限流式控制電路時(shí) 其阻值為待測(cè)電阻的2 5倍為好 所以選E 答案 1 0 680 2 A CE 導(dǎo)線b連接錯(cuò)誤 導(dǎo)線 d連接錯(cuò)誤 考點(diǎn)練透 3 2016年吉林長(zhǎng)春質(zhì)檢 1 某實(shí)驗(yàn)小組在 測(cè)定金屬電阻率 的實(shí)驗(yàn)過程中 正確操作獲得金屬絲直徑以及電流表 電壓表的讀數(shù)如圖S7 13甲 乙 丙所示 則它們的讀數(shù)分別是 2 已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0 10 電流表內(nèi)阻約幾歐 電壓表內(nèi)阻約20k 電源為干電池 不宜在長(zhǎng)時(shí)間 大功率狀況下使用 電動(dòng)勢(shì)E 4 5V 內(nèi)阻很小 則圖丁電路圖中 填電路圖下方的字母代號(hào) 電路為本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采用的最佳電路 但用此最佳電路測(cè)量的結(jié)果仍然會(huì)比真實(shí)值偏 填 大 或 小 3 若已知實(shí)驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA是已知的 那么準(zhǔn)確測(cè)量金屬絲電阻Rx的最佳電路應(yīng)是圖丁中的 電路 填電路圖下的字母代號(hào) 此時(shí)測(cè)得電流為I 電壓為U 則金屬絲電阻Rx 用題中字母代號(hào)表示 A B C D 丁圖S7 13解析 1 螺旋測(cè)微器先讀固定部分為0 5mm 可動(dòng)部分可估讀為38 1 0 01mm 0 381mm 故總示數(shù)為 0 5 0 381mm 0 881mm 電流表量程為0 6A 則最小刻度為0 02 指針?biāo)緸? 42A 電流表量程為3V 最小刻度為0 1V 則讀數(shù)為2 25V 2 因電源不能在大功率下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行 則本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用限流接法 同時(shí)電壓表內(nèi)阻較大 由以上讀數(shù)可知 待測(cè)電阻的內(nèi)阻約為5 故采用電流表外接法誤差較小 故選A 在實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)準(zhǔn)確 但電流測(cè)量的是干路電流 故電流表示數(shù)偏大 則由歐姆定律得出的結(jié)果偏小 3 因已知電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值 則可以利用電流表內(nèi)接法準(zhǔn)確求出待測(cè)電阻 故應(yīng)選B電路 待測(cè)電阻及電流表總電阻 答案 1 0 881mm 0 42A 2 25V 2 A 小 3 B 方法 內(nèi)接法 外接法 1 伏安法測(cè)電阻的兩種電路形式比較 續(xù)表 2 電流表內(nèi)接法 外接法的確定方法 例3 某學(xué)習(xí)小組用伏安法測(cè)量一未知電阻R的阻值 給 定器材及規(guī)格為 電流表 量程0 5mA 內(nèi)阻約為10 電壓表 量程0 3V 內(nèi)阻約為3k 最大阻值約為100 的滑動(dòng)變阻器 電源E 電動(dòng)勢(shì)約3V 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 1 由于不知道未知電阻的阻值范圍 先采用如圖S7 14甲所示電路試測(cè) 讀得電壓表示數(shù)大約為2 5V 電流表示數(shù)大約為5mA 則未知電阻阻值Rx大約為 2 經(jīng)分析 該電路測(cè)量誤差較大 需作改進(jìn) 請(qǐng)直接在原圖甲上改畫 在不需要的連線上畫 表示 補(bǔ)畫上需要添加的連線 3 對(duì)改進(jìn)的電路進(jìn)行測(cè)量 并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出了如圖乙所示的U I圖象 得Rx 保留三位有效數(shù)字 圖S7 14 審題突破 根據(jù) 1 計(jì)算出來(lái)的未知電阻的大約阻值判斷是內(nèi)接還是外接 然后改電路 3 中的圖象坐標(biāo)的標(biāo)度都不是從0開始的 但根據(jù)電阻的特性 電壓為0時(shí) 電流一定為0 故一定過原點(diǎn) 圖象應(yīng)該是過原點(diǎn)的一傾斜直線 可用斜率求出其阻值 圖S7 15 3 U I圖象的斜率k等于所測(cè)未知電阻阻值Rx 所以Rx 答案 1 500 2 如圖S7 15所示 3 600 題外拓展 該題給出的滑動(dòng)變阻器的最大阻值為100 根據(jù) 1 問計(jì)算出來(lái)的未知電阻阻值大約500 故控制電路用分壓接法 所以不用改變滑動(dòng)變阻器的接法 若題中的滑動(dòng)變阻器的最大阻值從100 改為1500 則滑動(dòng)變阻器需用限流接法 解答 2 問時(shí) 應(yīng)該還要改變滑動(dòng)變阻器的連線 觸類旁通 甲 乙 圖S7 16 答案 大于 小于