2019版高考物理总复习 第八章 恒定电流 8-3-1 实验八 测定金属的电阻率课件.ppt

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1、实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器),01,02,03,04,实验基础梳理,【实验目的】,1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及计数方法 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，并能测定金属的电阻率,【实验原理】,【实验器材】,被测金属导线,直流电源（4V）,电流表（0-0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(50 ),开关,导线若干,螺旋测微器,米尺,【实验方法】,伏安法,实验基础梳理,【实验步骤】,实验基础梳理,【数据处理】,实验基础梳理,【注意事项】,(1)先测直径，再连电路:为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测

2、量； (2)电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法； (3)变阻器调节:开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大. (4)电流控制:电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大 (5)实物连线: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,实验基础梳理,【误差分析】,1. 测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、 电压时出现读数误差 2. 测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测R真，由Rl/S，知测真 3. 通电电流过大

3、，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差,实验基础梳理,实验热点突破,热点一游标卡尺、螺旋测微器的读数 1、游标卡尺的读数方法：“三看” (1)第一看精确度 例如(如图所示) 易错读成11 mm40.1 mm11.40 mm 正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读， 后面不能随意加零，也不能随意去零。 例如(如图所示)易错读成 10 mm120.05 mm10.6 mm， 正确的应为10.60 mm。 (2)第二看游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端 例如(如图所示) 易错读成11 mm100.05 mm11.50 mm 正确读数为14 mm100.05 mm14.50

4、 mm,实验热点突破,2螺旋测微器读数 螺旋测微器读数固定刻度部分读数(mm)可动刻度部分读数精确度(mm)。,3电压表和电流表 (1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。 (2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。 (3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。,实验热点突破,例1 (1)如图所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下

5、分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长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，示数如图所示，则金属丝的直径是_mm。,转到解析,实验热点突破,转回原题,解析(1)图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm。 图乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm。 图丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm。 (2

6、)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。,实验热点突破,例1 (3)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A。 图乙使用较小量程时，每小格表示_V，图中表针的示数为_V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_ V，图中表针示数为_V。,转到解析,实验热点突破,解析 (3)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A； 当使用3 A量程时，每一小格为0.

7、1 A，表针示数为2.20 A。 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。,转回原题,实验热点突破,(4)旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_。今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为_。,转到解析,1 987,019 998 ,见解析,实验热点突破,解析 (4)电阻为1 987 。 最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0。 每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两个

8、电阻箱串联可得到的最大电阻是29 999 19 998 。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 。 答案(1)17.723.853.18(2)2.150(3)0.020.440.12.200.11.700.58.5(4)1 987将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0，019 998 ,转回原题,实验热点突破,变式训练1某实验探究小组的同学准备 测量电炉丝的电阻率，他们首先用螺旋 测微器测出一段电炉丝的直径和长度如 图甲、乙所示，则该电炉丝的直径为 _mm，长度为_mm。 该小组同学又从标称为“220 V500 W ”“220 V300 W”“220 V25 W”

9、的3个 电炉中任选一个，正确使用多用电表 欧姆10挡测量其阻值，结果如图丙 所示，则该电炉的阻值是_， 选标称功率为_W的电炉丝。,转到解析,0.900,33.10,164,300,实验热点突破,解析由图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5 mm，可动刻度示数为40.00.01 mm0.400 mm，金属丝直径为0.5 mm0.400 mm0.900 mm； 由图乙所示游标卡尺可知，主尺示数为3.3 cm33 mm，游标尺示数为20.05 mm0.10 mm，金属丝的长度为33 mm0.10 mm33.10 mm； 由图丙可知，该电炉的阻值是16.510 165 ，根据P得功率P293

10、W，故选标称功率为300 W的电炉丝。 答案0.90033.10164300,转回原题,实验热点突破,热点二教材原型实验 伏安法测电阻 电流表的内接法 和外接法的比较,实验热点突破,例2某实验小组尝试测量一段电阻丝的电阻率。可供选择的器材有： A电池组E(电动势为3 V，内阻约5 )； B电压表V(量程为03 V，内阻约15 k)； C电阻箱R(0999.9 )； D开关、导线若干。,完成下列填空： (1)把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图甲所示，其读数为d_mm。 (2)将电阻丝两端固定在有刻度尺的接线板两端的接线柱上，在被固定的电阻丝上夹一个与接线柱c相连的小金属夹P

11、。实验要求将a、c端接入电路，且将小金属夹P右移、电阻箱的阻值减小时，接入电路的电压表读数保持不变，如图乙所示， 请用笔画线代替导线在图丙中完成电路的连接。,0.400,实验热点突破,(3)图乙中电压表读数为U_V。 (4)改变金属夹P与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电压表读数保持不变，如图乙所示。重复多次，记录每一次电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L，数据如表格所示。断开开关，整理实验器材。请在图丁中描点，并作出RL图象。 (5)根据RL图象和已知数据，可求出该电阻丝的电阻率为_m。(计算结果保留2位有效数字),2.50,2.510-6,实验热点突破,解析(1)螺旋测

12、微器的读数要估读到0.001 mm，读数为0 mm40.00.01 mm0.400 mm。 (2)实验要求a、c接入电路，且P右移、电阻箱阻值减小时，电压表读数保持不变，则电阻箱和电阻丝应该串联，电压表测量两者的电压和。实验电路连接见答案图甲所示。,实验热点突破,变式训练2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1.7108 m，再利用图5甲所示的电路测出铜导线的电阻Rx，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 ； 电压表：量程3 V，内阻约9 k； 滑

13、动变阻器R1：最大阻值5 ； 滑动变阻器R2：最大阻值20 ； 定值电阻：R03 ； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干。 回答下列问题：,转到下页,实验热点突破,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_(填“a”或“b”)端。 (2)在实物图6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2位有效数字)。,转到解析,转回上页,实验热点突破,转回原题,实验热点突破,方法技巧 1仪器选择的一般

14、步骤 (1)首先选择唯一性的器材； (2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表)； (3)估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。 2实物图连线的基本原则 对限流式电路，一般是从电源的正极开始，把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。对分压式电路，应先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来，然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个，依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可。,实验热点突破,实验热点突破,热点三实验拓展创新 1等效替代法测电阻 如图所示。,(1)S接1，调节R2，

15、读出 表示数为I；,(2)S接2，R2不变，调节电阻箱R1，使 表示数仍为I；,(3)由以上可得RxR1。,该方法的优点是消除了 表内阻对测量的影响， 缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化。,实验热点突破,例3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 V40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为_。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_(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。 A220 V交流电源 B单刀双掷开关一只 C电阻箱一只(0999.9 ，额定电流0.

16、5 A) D固定电阻一只(0.5 k，额定电流0.3 A) E交流电流表一只(00.3 A) 请在方框内画出电路原理图。,实验热点突破,实验热点突破,2半偏法测电表内阻,(1)半偏法近似测量电流表内阻。,实验热点突破,实验热点突破,(2)半偏法近似测量电压表内阻。 方法一：如图所示，测量电压表的内阻，操作步骤如下： 闭合S，调节电阻箱阻值为R1时，测得电压表 示数为U1； 改变电阻箱阻值为R2时，测得电压表 示数为 ； 由上可得RVR22R1。 方法二：如图所示，测量电压表的内阻，操作步骤如下： 滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值调到最大； 闭合S1、S2，调节R0，使表示数指到满偏刻度

17、。 断开S2，保持R0不变，调节R，使表指针指到满刻度的一半； 由上可得RVR。,【例4】(2015新课标全国卷，23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下： 待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000 )，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干。 (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内 阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。,(2)根据设计的电路，写出实验步骤： _。 (3)将这种方法测出的电压表内

18、阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”、“”或“”)，主要理由是_。,解析显隐,实验热点突破,变式训练3 用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 )，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015 mA，内阻约为100 ； 电流表A2：量程0300 A，内阻为1 000 ； 滑动变阻器R1：阻值范围020 ，额定电流2 A； 电阻箱R2，阻值范围09 999 ，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Rx的阻值，请回答下列问题：,实验热点突破,(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

19、号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到_，这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表。 (2)在图9中画完整测量Rx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_A，测得待测电阻Rx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比真实值_(填“偏大”或“偏小”)。,转到解析,实验热点突破,转回原题,实验热点突破,规律总结,电路设计时的两个技巧 (1)电流表的灵活选用 已知内阻的电流表可做电压表使用，在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用，这是电学设计电路的高频考点。 (2)电压表的

20、灵活选用 已知内阻的电压表可做电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用，这是设计电路中的高频考点。,备选训练,备选训练1 2013重庆卷,6(2)某同学对有故障的电热毯进行探究. 图甲是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接.图乙为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表. 请在下面虚线框内画出与图乙对应的电路图.,乙,采用内接分压式接法.,甲,问题 续,解析显隐,0.58,65,U,I,备选训练,备选训练2用以下器材可测量电阻Rx的阻值。 待测电阻Rx，阻值约为600 ； 电源E，电动势约为6.0 V，内阻可忽略不计； 电压表V

21、1，量程为0500 mV，内阻r11 000 ； 电压表V2，量程为06 V，内阻r2约为10 k； 电流表A，量程为00.6 A，内阻r3约为1 ； 定值电阻R0，R060 ； 滑动变阻器R，最大阻值为150 ； 单刀单掷开关S一个，导线若干。 (1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的1/3，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图。 (2)若选择测量数据中的一组来计算Rx，则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式 为Rx ，式中各符号的意义是(所有物理量用题中代表符号表示) _ _。,U1为电压表V1的读数，U2为电压表V2的读数，r1为电压表V1的内阻，R0为定值电

22、阻,转到解析,备选训练,转回原题,备选训练,高考模拟演练,1(2016全国卷，23)某同学利用图20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 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。 实验步骤如下 按电路原理图20连接线路； 将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图20中最左端所对应的位置，闭合开关S； 调节滑动变阻器，使电压表满偏； 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。

23、回答下列问题：,转到下页,高考模拟演练,(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。 (2)根据图20所示电路将图21中实物图连线。 (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，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_(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)。 A100 A B250 A C500 A D1 mA,D,解析显隐,转回上页,(2)根据所设计的电路图，写出待测电压表V1的内阻r1的表达式，即r1_， 式中各符号的意义是_。,高考模拟演练,2某研究小组要测量电压表

24、V1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材： A电压表V1：量程3 V，内阻r1待测(约2 000 ) B电压表V2：量程6 V，内阻r24 000 C电压表V3：量程4 V，内阻r310 000 D电流表A1：量程0.6 A，内阻r40.05 E滑动变阻器R0：总电阻约50 F电源E：电动势15 V，内阻很小 G开关S、导线若干 (1)请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的符号。,转到解析,转回原题,高考模拟演练,转到下页,转回原题,高考模拟演练,转回上页,高考模拟演练,3(2017全国卷，23)某同学利用如图

25、19所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500 )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 ，另一个阻值为2 000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 )；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19将图20中的实物连线。,转到下页,高考模拟演练,(2)完成下列填空： R1的阻值为_ (填“20”或“2 000”)。 为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图19中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。 将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，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”) 将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于 2 601.0 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_(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：_。,转到上页,转到解析,转回原题,高考模拟演练,转到下页,转回原题,高考模拟演练,转到上页,