（浙江选考）2020版高考物理一轮复习 实验8 探究导体电阻与其影响因素（包括材料）的关系课件

《（浙江选考）2020版高考物理一轮复习 实验8 探究导体电阻与其影响因素（包括材料）的关系课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江选考）2020版高考物理一轮复习 实验8 探究导体电阻与其影响因素（包括材料）的关系课件（31页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、实验实验8 8探究导体电阻与其影响因素探究导体电阻与其影响因素(包括材料包括材料)的关系的关系一 实验原理三 实验步骤四 数据处理五 注意事项教教材材研研读读二 实验电路图及实物图考点一 实验原理与实验操作考点二 实验数据处理与误差分析考点三 实验拓展与实验创新考考点点突突破破一、实验原理一、实验原理把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R。根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率。教材研读二、实验电路图及实物图二、实验电路图及实物图如图所示被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,毫米

2、刻度尺。三、实验步骤三、实验步骤1.用密绕法测量50匝线圈总长度,求出其平均值d。2.接好用伏安法测电阻的实验电路。3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。5.闭合开关,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,填入记录表格内。6.将测得的Rx、l、d值,代入公式R=和S=中,计算出金属丝的电阻率。四、数据处理四、数据处理1.在求在求Rx的平均值时可用两种方法的平均值时可用两种方法(1)用Rx=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。2.计

3、算电阻率将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式=Rx=。五、注意事项五、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.被测金属丝的有效长度,是指待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,即电压表两端点间的待测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。考点一实验原理与实验操作考点一实验原理与实验操作考点突破例例1学校实验室有一长约为1m的均匀金属管样品(电阻约为5),横截面如图甲所示,某物理兴趣小组想测量金属管中空部分的截面积以及该金属管的电阻。(1)用螺旋测微器测量金属管的外径,金属管的外径为2.620mm。(2)同学们采用图乙所示电路

4、测量该金属管的电阻,实验室所能提供的器材如下:A.电流表(量程00.6A,内阻约为1)B.电流表(量程03A,内阻约为0.1)C.电压表(量程03V,内阻约为3k)D.滑动变阻器R1(最大阻值1k,额定电流0.1A)E.滑动变阻器R2(最大阻值5,额定电流3A)F.蓄电池(电动势为6V,内阻不计)G.开关一个,带夹子的导线若干为了精确测量,电流表应选用,滑动变阻器应选用。(填写所选器材前的字母)(3)根据你所选的仪器和方法,将实物图乙连线。(4)若金属管样品材料的电阻率为,通过多次测量得出金属管的电阻为R,金属管的外径为d,金属管的长度为L,则计算金属管中空部分截面积的表达式为S=。答案答案(

5、2)AE(3)如图所示(4)-解析解析(2)本实验需要用伏安法测量电阻,由于电阻通电电流大会升温,影响电阻率,故电流表选择较小量程,即选A;滑动变阻器采用分压式接法,电阻较小时便于实验操作,故选E;(3)由于电压表内阻远大于待测电阻,应采用电流表外接法,分压电路,电路连接如答案图;(4)根据R=,则S=,则中空部分的截面积S=-。变式变式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,实验室备有下列实验器材:A.电压表(量程03V,内阻约为15k)B.电压表(量程015V,内阻约为75k)C.电流表(量程03A,内阻约为0.2)D.电流表(量程00.6A,内阻约为1)E.变阻器R

6、1(010,0.6A)F.变阻器R2(02000,0.1A)G.电池组E(电动势为3V,内阻约为0.3)H.开关S,导线若干(1)(多选)为减小实验误差,应选用的实验器材有(填代号)。(2)为减小实验误差,应选用图中(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把图丙中的实物图用线连接起来。(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径为0.635mm,两电表的示数如图丁所示,电阻值为。答案答案(1)ADEGH(2)乙实物图见解析(3)2.4解析解析(1)由于电源的电动势为3V,所以电压表应选A;被测电阻约为5,电路中的最大电流约为I=A=

7、0.6A,电流表应选D;根据变阻器允许通过的最大电流可知,变阻器应选E;还要选用电池组和开关,导线若干。故应选用的实验器材有ADEGH。(2)由于应采用电流表外接法,应选图乙所示电路,实物连接如图所示。(3)从电压表可以读出电阻两端电压为1.20V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50A,被测电阻的阻值为Rx=2.4。考点二实验数据处理与误差分析考点二实验数据处理与误差分析例例2某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为03V、内阻约为3k的电压表和量程为00.6A、内阻约为0.1的电流表。采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R1,其阻值约为5。(1)测R1阻值的最优

8、连接方式为导线连接(填“a”或“b”),导线连接(填“c”或“d”)。(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的,若测R2的阻值,则最优的连线应选(填选项)。A.连接a,连接cB.连接a,连接dC.连接b,连接cD.连接b,连接d答案答案(1)ad(2)图见解析4.44.7(3)B解析解析(1)待测电阻R15、RV3k、RA0.1,故R1属于小电阻,用电流表外接法,因此导线应连接a,变

9、阻器采用分压接法,因此导线应连接d。(2)R1的U-I图线如图所示其阻值R1=4.4。(3)设导体的厚度为d,正方形表面的长度为l由电阻定律R=和S=ld得R=故R2=R1,因此连接方式与(1)相同,B选项正确。考点三实验拓展与实验创新考点三实验拓展与实验创新例例3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=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率,采用如图所示的实验电路。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I=1.25A,电压表读数U随OP间的距离x的变化如下表:x/mm6007008

10、00900100012001400U/V4.004.505.105.906.506.656.82x/mm1600180020002100220023002400U/V6.937.027.157.858.509.059.75(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线;(2)求出金属丝的电阻率,并进行比较。答案答案见解析解析解析(1)以OP间距离x为横轴,以电压表读数U为纵轴,描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线。(2)根据电阻定律R=可得=R=。则a=m=1.0010-6mb=m=1.0410-7mc=m=1.0410-6m通过计算可知,金属丝a与c电阻率接近,远大于金属丝b的

11、电阻率。例例4某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率,在内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右侧活塞固定,左侧活塞可自由移动,实验器材还有:电源(电动势约为3V,内阻不可忽略)两个完全相同的电流表A1、A2(量程为3mA,内阻不计)电阻箱R(最大阻值9999)定值电阻R0(可供选择的阻值有1k和10k的两种)开关S,导线若干,刻度尺。实验步骤如下:A.测得圆柱形玻璃管内径d=20mm;B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;C.连接好电路,闭合开关S,调节电阻箱阻值,读出电流表A1、A2示数分别记为I

12、1、I2,记录电阻箱的阻值R;D.向左移动活塞,多次重复实验步骤B、C,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;E.断开S,整理好器材。(1)为了较好地完成该实验,定值电阻R0应选阻值约为k的一种;(2)玻璃管内水柱电阻的表达式Rx=(用R0、R、I1、I2表示);(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值,使电流表A1、A2示数均相等,利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出图乙所示的R-L关系图像,则自来水的电阻率=m(保留两位有效数字)。答案答案(1)1(2)(3)16解析解析(1)定值电阻所在支路最小电阻约为:=1k,为了多测几组数据,较好地完成该实验,定值电阻R0应选1k;(2)并联电路电压相等,则有:I2(R+R0)=I1Rx则待测电阻阻值为:Rx=;(3)由电阻定律可知:Rx=则有:R=L-R0由题意可知:电流表A1、A2示数I1、I2均相等,则有:R=L-R0,由图示图像可知,图像斜率:k=/m=5104/m,电阻率为:=m16m。