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1、实验8探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系,一 实验原理,三 实验步骤,四 数据处理,五 注意事项,教材研读,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,考点突破,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,毫米刻度尺。,四、数据处理,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
2、值。,考点一实验原理与实验操作,考点突破,例1学校实验室有一长约为1 m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2.620 mm。 (2)同学们采用图乙所示电路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00.6 A,内阻约为1 ) B.电流表(量程03 A,内阻约为0.1 ) C.电压表(量程03 V,内阻约为3 k) D.滑动变阻器R1(最大阻值1 k,额定电流0.1 A) E.滑动变阻器R2(最大阻值5 ,额定电流3 A),F.蓄电池(电动势为
3、6 V,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(2)AE(3)如图所示 (4)-,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
4、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03 V,内阻约为15 k) B.电压表(量程015 V,内阻约为75 k) C.电流表(量程03 A,内阻约为0.2 ) D.电流表(量程00.6 A,内阻约为1 ) E.变阻器R1(010 ,0.6 A) F.变阻器R2(02 000 ,0.1 A),G.电池组E(电动势为3 V,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
5、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60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径为0.635 mm,两电表的示数如图丁所示,电阻值为 。,答案(1)ADEGH(2)乙实物图见解析(3)2.4,解析(1)由于电源的电动势为3 V,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=0.6 A,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
6、图 所示。,(3)从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A,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,例2某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为03 V、内阻约为3 k的电压表和量程为00.6 A、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 。,(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正
7、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d C.连接b,连接cD.连接b,连接d,考点三实验拓展与实验创新,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=0.20 mm2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=1.25 A,电压表读数U随OP间的距离x的变化如下表:,(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。,(2
8、)根据电阻定律R=可得=R=。 则a= m=1.0010-6 m b= m=1.0410-7 m c= m=1.0410-6 m 通过计算可知,金属丝a与c电阻率接近,远大于金属丝b的电阻率。,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3 V,内阻不可忽略) 两个完全相同的电流表A1、A2(量程为3 mA,内阻不计) 电阻箱R(最大阻值9 999 ) 定值电阻R0(可供选择的阻值有1 k和10 k的两种),开
9、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=20 mm;,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I1、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(1)1(2)(3)16,
