《（江苏专用）2017高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 实验五 探究决定导线电阻的因素课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）2017高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 实验五 探究决定导线电阻的因素课件（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验五探究决定导线电阻的因素 一 螺旋测微器1 构造 如图1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 图1 2 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 5mm 即旋钮D每旋转一周 F前进或后退0 5mm 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 01mm 即螺旋测微器的精确度为0 01mm 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
2、米刻度线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 mm 螺旋测微器需要估读最后一位数字为估计数字 读数和记数时估计位为有效数字的最后一位 例如如图2所示 固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米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 图2 二 游标卡尺1 构造 如图3所示 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 图3 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
3、的小等分刻度少1mm 常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的 20个的 50个的 其读数见下表 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 三 测定金属的电阻率 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 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 误差分析 热点一测量仪器 仪表的读数 例1 2015 海南单科 11 某同学利用游标卡尺和螺旋测
4、微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度 测量结果如图4 a 和 b 所示 该工件的直径为 cm 高度为 mm 图4 解析游标卡尺读数为d 12mm 4 0 05mm 12 20mm 1 220cm螺旋测微器的读数为h 6 5mm 36 0 0 01mm 6 860mm答案1 2206 860 反思总结游标卡尺的读数技巧游标卡尺的读数方法 三看 1 第一看 精确度例如 如图5所示 图5易错读成11mm 4 0 1mm 11 40mm正确的应为11 4mm 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6所示 图6易错读成10mm 12 0 05mm 10 6mm 正确的应为10 6
5、0mm 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7所示 图7 易错读成11mm 10 0 05mm 11 50mm正确读数为14mm 10 0 05mm 14 50mm 3 第三看 游标尺的哪条 第K条 刻度线与主尺上的刻度线对齐 变式训练 1 1 如图8所示的两把游标卡尺 它们的游标尺从左到右分别为9mm长10等分 19mm长20等分 它们的读数依次 mm mm 图8 2 使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径 示数如图9所示 则甲 乙金属丝的直径分别为 mm mm 图9 解析 1 图8甲读数 整毫米是17 不足1毫米数是7 0 1mm 0 7mm 最后结果是17mm
6、 0 7mm 17 7mm 乙图读数 整毫米是23 不足1毫米数是17 0 05mm 0 85mm 最后结果是23mm 0 85mm 23 85mm 2 对图9甲 固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米的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 对图乙 金属丝的直径为4 8 0 01mm 0 048mm 答案 1 17 723 85 2 2 1500 048 热点二电阻率的测量及实物连线 例2 2014 江苏单科 10 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 读数前应先旋紧图10所
7、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 图10 2 图11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 图11 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 23V和38mA 由此 该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58 7 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 答案 1 B0 41
8、0 2 7 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 方法提炼1 仪器选择的一般步骤 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
9、向将测量电路部分连接起来即可 变式训练 2 要测量一段阻值大约为5 的均匀金属丝的电阻率 除刻度尺 螺旋测微器 电源E 电动势为3V 内阻约为0 5 最大阻值为20 的滑动变阻器R 开关一只 导线若干外 还有电流表和电压表各两只供选择 A1 量程1A 内阻约为1 A2 量程0 6A 内阻约为2 V1 量程3 0V 内阻约为1000 V2 量程15V 内阻约为3000 图12图13 1 用螺旋测微器测量金属丝的直径 如图12所示 则金属丝的直径为 mm 2 为了使测量有尽可能高的精度 电流表应选 电压表应选 3 实验电路已经画出了一部分 如图13所示 但尚未完整 请将该电路完整地连接好 Rx表示
10、待测电阻 4 若用刻度尺测得金属丝的长度为L 用螺旋测微器测得金属丝的直径为d 电流表的读数为I 电压表的读数为U 则该金属丝的电阻率表达式为 热点三实验的拓展与创新 电阻的测量方法 方法1伏安法测电阻伏安法测电阻是电学实验的基础 是高考考查的热点 也是难点 它渗透在电学实验的各个环节中 如测未知电阻 测电阻率 测各种电表内阻等 本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用 主要涉及电压表 电流表的选择以及实物连线等 例3 某同学测量阻值约25k 的电阻Rx 现备有下列器材 A 电流表 量程100 A 内阻约2k B 电流表 量程500 A 内阻约300 C 电压表 量程15V 内阻约100k
11、 D 电压表 量程50V 内阻约500k E 直流电源 20V 允许最大电流1A F 滑动变阻器 最大阻值1k 额定功率1W G 开关和导线若干 1 电流表应选 电压表应选 填器材代号 2 该同学正确选择仪器后连接了如图14所示电路 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14 答案 1 BC 2 电流表应采用内接法 滑动变阻器应采用分压式接法 方法2伏伏法测电阻 电压表的灵活选用 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 例4 用以下器材可测量电阻Rx的阻值 待测电阻R
12、x 阻值约为600 电源E 电动势约为6 0V 内阻可忽略不计 电压表V1 量程为0 500mV 内阻r1 1000 电压表V2 量程为0 6V 内阻r2约为10k 电流表A 量程为0 0 6A 内阻r3约为1 定值电阻R0 R0 60 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 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 方法3安安法测电阻 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 例5 用伏安法
13、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3V 内阻不计 电流表A1 量程0 15mA 内阻约为100 电流表A2 量程0 300 A 内阻约为1000 滑动变阻器R1 阻值范围0 20 额定电流2A 电阻箱R2 阻值范围0 9999 额定电流1A 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 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 这样可以改装成一个量程为3 0V的电压表 2 在图15中画完整测量Rx阻值的电路图 并在图中标明器材代号 图15 3 调节滑动变阻器R1 两表的示
14、数如图16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 图16 答案 1 A29000 2 电路如图 3 8 0150187 5 偏小 方法4半偏法测电表内阻 1 半偏法近似测量电流表内阻 方法一 如图17所示 测量电流表的内阻 操作步骤如下 图17 将电阻箱R的电阻调到零 闭合S 调节R0 使表达到满偏I0 由上可得RG R 方法二 如图18所示 测量电流表的内阻 操作步骤如下 图18 断开S2 闭合S1 调节R0 使表满偏为I0 2 半偏法近似测量电压表内阻 方法一 如图1
15、9所示 测量电压表的内阻 操作步骤如下 图19 图20 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 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RV R 例6 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3V 内阻约为3000 电阻箱R0 最大阻值为99999 9 滑动变阻器R1 最大阻值100 额定电流2A 电源E 电动势6V 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
16、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 1 实验电路图如图所示 2 移动滑动变阻器的滑片 以保证通电后电压表所在支路分压最小 闭合开关S1 S2 调节R1 使电压表的指针满偏 保持滑动变阻器滑片的位置不变 断开S2 调节电阻箱R0使电压表的指针半偏 读取电阻箱的电阻值 此即为测得的电压表内阻 3 断开S2 调节电阻箱R0使电压表成半偏状态 电压表所在支路总电阻增大 分得的电压也增大 此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压 RV RV答案 1 见解析图 2 见解析 3 理由见解析 方法5等效替代法如图21所示 图21 S接1 调节R2 读出表示数为I S接2 R2不变 调节电阻箱R1 使表示数仍为I 由以上可得Rx R1 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 例7 电流表A1的量程为0 200 A 内电阻约为500 现要测其内阻 图22 除若干开关 导线之外还有器材如下 电流表A2 与A1规格相同滑动变阻器R1 阻
