届新课标高考物理总复习学案安徽北京专版第七单元恒定电流第3节实验八测的金属的电阻率.docx

1、届新课标高考物理总复习学案安徽北京专版第七单元恒定电流第3节实验八测的金属的电阻率2013届新课标高考物理总复习学案第七单元 恒定电流第3节 实验八 测的金属的电阻率 （1）掌握螺旋测微器的原理及读数方法。（2）掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。（3）会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率。1螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋测微器的构造：图实81如图实81所示是常用的螺旋测微器。它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上。旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上。(2)螺旋测微器的原理：测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距

2、为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，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数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)。2伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较：内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测I测(U测)U测I测RxRARx测量值大于真实值R

3、测I测(U测)U测I测RxRV(RxRV)RxRVRxRVRx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大电阻小电阻(2)两种电路的选择：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”。试触法：如图实82所示，将电压表分别接在a、c和b、c两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接法，若电压表示数变化较大，则选用外接法。图实82 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。(3)按照原理图连好用伏安法测电阻的实验

4、电路。(4)把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，检 查无误后，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值和电压值记录在表格中，断开S，求出导线电阻Rx的平均值。(5)整理仪器。1螺旋测微器的使用(1)测量前须校对零点：先使测砧A与测微螺杆P并拢，观察可动刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，不重合时，用存放在螺旋测微器盒中的工具调节，直到完全重合为止。(2)测量时，当测微螺杆P将要接触被测物体时，要停止使用旋钮K，改用微调旋钮K，以避免P和被测物体间产生过大的压力。这样，既可以保护仪器，又能保证测量结果准确。当听到“

5、咔、咔”声后，停止转动，即可读数。(3)螺旋测微器应估读一位，即以mm作单位，应读到小数点后面第三位。(4)为防止读出的数据出现差错，可在读数前估计大概读数值，若发现最后读数与开始估计数值相差较大，立即检查出错原因，如半毫米刻线是否露出。2测定金属的电阻率(1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了 准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度。(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法。(3)开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。(4)电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜 太长，以免金属丝温

6、度升高，导致电阻率在实验过程中变大。(5)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、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。 在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差。1等效替换法连接电路如图实83所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时，电流表中的电流示数相同，则表明RxR，即可测出Rx。图实83例1(2011天津高考)某同学测量阻值约为 25 k的电阻 Rx，现备有下列器材：A电流表(量程 100 A，内阻约 2 k)；B

7、电流表(量程 500 A，内阻约 300 )；C电压表(量程 15 V，内阻约 100 k)；D电压表(量程 50 V，内阻约 500 k)；E直流电源(20 V，允许最大电流 1 A)；F滑动变阻器(最大阻值 1 k，额定功率 1 W)；G电键和导线若干。电流表应选_，电压表应选_。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：图实85_；_。答案BC 电流表应采用内接的方法滑动变阻器应采用分压式的接法例2用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率。某同学所用实验电路如图实86所示。给定电压表、电流表、

8、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形)，用直尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图实87甲、乙所示。图实86由图可知其长度为_cm，直径为_mm。 甲 乙图实87(2)闭合电键后，发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同，则发生故障的是_(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。(3)对照电路的实物连接画出正确的电路图。(4)图实88中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请在图中作出UI图线。图实88(5)求出的电阻值R_(保留3位有效数字)。(6)请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式_。解析(1

9、)直尺的读数为59.40 cm。螺旋测微器的读数为：0.434 mm。(2)电流表示数为零，说明出现断路，电压表示数与电源电动势相同，说明待测金属丝发生断路。(3)电路图如图所示。(4)作UI直线，舍去左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。例3碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜。己知某碳膜电阻阻值约为10，其结构如图实89所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下：图实89A电流表(量程00.6 A，内阻约0.2 )B电流表(量程03 A，内阻约0.03 )C电压表(量程03 V，内阻约30 k)D电压表(量程015 V，内阻约150 k)E滑动变阻器(最大值为2 )F滑动

10、变阻器(最大值为20 )G滑动变阻器(最大值为200 )H学生电源(4 V)I螺旋测微器J游标卡尺实验主要步骤：(1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值。电流表选_，电压表选_，滑动变阻器选_。(填标号)(2)在虚框中画出电路图(3)若测得电阻值为R，该材料的电阻率为，则碳膜厚度的表达式为：d_(用R、D、L、表示)。(2)被测电阻为小电阻，故电路采用电流表外接法；电路无特殊要求，可采用限流法接入滑动变阻器。电路如图所示。每课一测1在“探究决定导线电阻的因素”的实验中，以下操作中错误的是()A用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B用螺旋测微器在金属丝三个不同部

11、位各测量一次直径，算出其平均值C用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值D实验中应保持金属丝的温度不变解析：实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法。答案：A2分别用图实810所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值。图甲中两表的示数分别为3 V、4 mA，图乙中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻Rx的真实值为()图实810A略小于1 k B略小于750 C略大于1 k D略大于750 解析：先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数

12、变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用图甲进行测量比较准确。图甲中测量值为R测750 ，较真实值偏小。故D项正确。答案：D3用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图实811所示，此示数为_mm。用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图实812所示，可读出圆柱的直径为_mm。 图实811图实812解析：螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01 mm，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；游标卡尺读数时应注意精确度、单位，读法为主尺读数加游标卡尺读数。对于题图实711，读数是(811.60.01)mm8.116 m

13、m，对于题图实712，读数是(4260.02) mm42.12 mm。答案：8.11642.124(2011浙江高考)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究 3 根材料未知，横截面积均为 S 0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图实813所示的实验电路。M 为金属丝 c 的左端点，O 为金属丝 a 的右端点，P 是金属丝上，可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终为 I1.25 A。电压表读数 U 随 OP 间距离 x 的变化如下表：图实813x/mm6007008009001 0001 2001 400U/V3.954.505.105.906.506.65

14、6.82x/mm1 6001 8002 0002 1002 2002 3002 400U/V6.937.027.157.858.509.059.75(1)绘出电压表读数 U 随 O、P 间距离 x 变化的图线；(2)求出金属丝的电阻率 ，并进行比较。 解析：(1)作图线要求做到建轴、坐标、描点、连线的步骤。(2)由电阻定律R和R，得，结合(1)的图线，即。具体计算如下： a m1.04106 m b m9.6108 m c m1.04106 m通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。电阻率的允许范围 a：0.961061.10106 m b：8.51081.10107 m

15、 c：0.961061.10106 m答案：(1)见解析图(2) a：0.961061.10106 m b：8.51081.10107 m c：0.961061.10106 m5在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图实814所示。闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：图实814(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至_挡(填“欧姆100”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将_(填“红”或“黑”)表

16、笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_、_、_。解析：若电流表示数为零，电压表示数为E，说明电压表与电源构成闭合回路，发生故障的是待测金属丝。利用多用电表检测含电源电路故障，应先将开关旋转至直流电压10 V挡，再将红表笔固定在电源正极a接线柱上，若只有滑动变阻器断路，把另一支表笔接b时，多用电表示数为0；把另一支表笔接c时，多用电表示数为E；把另一支表笔接d时，多用电表示数为E。答案：(1)待测金属丝(2)直流电压10 V红0EE6(2011江苏高考)某同学利用如图实815所示的实验电路来测量电阻的阻值。图实815(1)将电阻箱接入

17、 a、b 之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器 R后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值 R，得到一组电压表的示数 U 与 R 的数据如下表：电阻 R/5.010.015.025.035.045.0电压 U/V1.001.501.802.142.322.45请根据实验数据作出 UR 关系图线。图实815(2)用待测电阻 Rx 替换电阻箱，读得电压表示数为 2.00 V。利用(1)中测绘的 UR 图线可得 Rx _。(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的 UR 图线测定某一电阻，则测定结果将_(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为 10 的电阻

18、换接在 a、b 之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的 UR 图线实现对待测电阻的准确测定？解析：(1)首先确定两坐标轴的刻度，要注意使图线布满整个坐标纸，其次将表中数据在坐标纸上描点。第三步是连线，要注意画出平滑的曲线，不能连成折线。(2)在所得图线上确定纵坐标为2.00 V的点对应的横坐标即为所求结果。(3)当电源内阻r增大时，在R相同的情况下电路中电流I变小，从而导致R两端电压偏小，则从原UR图线中读得的R值偏小。要使利用原测绘的UR图线准确测量待测电阻，就需保证原图线中U与R的对应性，从表中数据可以看到，R10.0 时U1.50 V，故需调节R使电压表示数为1.50 V。答案：(1)如图所示(2)20(1921都算对)(3)偏小改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50 V