《2011届高考物理基础知识要点复习 实验七 测定金属的电阻率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高考物理基础知识要点复习 实验七 测定金属的电阻率（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2011 届高考物理基础知识要点复习 实验七 测定金属的电阻率2011 届高三物理一轮复习全案：实验七 测定金属的电阻率（选修 3-1）【考纲知识梳理】一、实验目的学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。二、实验原理用刻度尺测一段金属导线 的长度，用螺旋测微器测导线的直径，用伏安法测导线的电阻，根据电阻定律，金属的电阻率。1、 （1）螺旋测微器（又叫千分尺）是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到 001，测量范围为几个厘米。（2）螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，
2、就能用圆周上的读数表示出。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是 0，可动刻度 有 0 个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退 0，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这 0/0=001。可见，可动刻度每一小分度表示 001，所以以螺旋测微器可准确到 001。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺（3）测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小 数部分则由可动刻度读出。（4）使用螺旋测微器应注意以下几
3、点：测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。2、伏安法测电阻电路：如果是理想情况，即 RA0，Rv时，两电路测量的数值应该是相同的。（1）外接法U 侧是 Rx 两端电压，是准确的，I 测是过 Rx 和 总电
4、流，所以偏大。R 测偏小，是由于电压表的分流作用造成的。实际测的是 Rx 与 Rv 的并联值，随 Rv，误差将越小。（2）内接法I 测是过 Rx 的电流，是准确的，U 测是加在 Rx 与 上总电压，所以偏大。R 测偏大，是由于电流表的分压作用造成的。 三、实验器材被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电、电键、滑动变阻器、导线若干。【要点名师精解】一、实验步骤1 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值 d；2 按图所示的电路图连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导线的有效长度，反复测 量 3 次，求出其平均值 L；
5、4 把滑 动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数 I 和 U 的值，记入记录表格内，断开电键。求出导线电阻 R 的平均值； 将测得 R、L、d 的值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率；6 拆去实验线路，整理好实验器材。实验结论根据电阻定律，得金属的电阻率 ，所以只要先用伏安法测出金属丝电阻，用刻度尺测金属丝长度，用螺旋测微器测金属丝直径，然后代入公式即可。在测电阻时，如果是小电阻，则电流表用外接法；反之，如果电阻较大，则电流表用内接法。由于金属丝电阻一般较小（相对于电压表内
6、阻说） ，故做本实验时应采用电流表外接法 至于滑动变阻器是采用限流式还是分压式，可根据实验所提供的器材及要求而灵活选取 若无特别要求，一般可用限流式。【例 1】(2008 东理综 23)（12 分）2007 年诺 贝尔物理学奖授予两位发现“巨磁电阻 ”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。若图 1 为某磁敏电阻在室温下的电阻磁感应强度特性曲线，其中 RB、R0 分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度 B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值 RB。请按要求完成下列实验 （1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图
7、 2 虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场感应强度大小约为 0610T，不考虑磁场对电路其它部分的影响） 。要求误差较小。提供的器材如下：A磁敏电阻，无磁场时阻值 B 滑动变阻器 R，全电 阻约 电流表，量程 2A，内阻约 D电压表，量程 3V，内阻约 3 E直流电 E，电动势 3V，内阻不计F开关 S，导线若干（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：12346U（V）0000409110179271I（ A ）000030060100120180根据上表可求出磁敏电阻的测量值 结合图 1 可行待测磁场的磁感应强度 T。（3）试结合图 1 简要回答
8、，磁感应强度 B 在 002T 和 0410 T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？（4）某同学查阅相关资料时看到了图 3 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称） ，由图线可以得到什么结论？解析：（1）滑动变阻器阻值小，为了有效地调节电路，需采用分压式接法，由图 29-10 甲可知，在待测磁场磁感应强度大小约为06T10T 时，Rn 大约为 R0 的 6 倍12 倍，大于 ，所以采用的电流表内接法。（2）依据欧姆定律，由表中后五组测量数据求磁敏电阻值，求平均值得出磁敏电阻的测量值。因为 ，由图 29-10 甲可知，对应的磁感应强度 。（3）见答案。（4）见答案。答
9、案：（1）如图 29-11 所示（2）100 090（3）在 002T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化） ；在 04T10T 范围内，磁敏电阻的阻值磁感应强度线性变化（或均匀变化 ） 。（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变。【感悟高考真题】1、 （2009 江苏物理，10，8 分）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率 、长度 L和两底面直径 d、D 有关。他进行了如下实验：（1）用游 标卡尺测量合金棒的两底面直径 d、D 和长度 L。图乙中游标卡尺（游标尺上有 20 个等分刻度）的读数 L=_（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图
10、丙所示（相关器材的参数已在图中标出） 。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是_（用标注在导线旁的数字表示）（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻 R=672根据电阻定律计算电阻率为 、长为 L、直径分别为 d 和 D 的圆柱状合金棒的电阻分别为 R d=133、RD=338 他发现：在误差允许范围内，电阻 R 满足 R2=RdRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_（用 、L、d、D 表述）答案：（1）9940 （2） （3） 解析：（1）游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出错。首先，确定游标卡尺的精度为 20 分度，即为 00，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数 990
11、0，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度 格数=00 8=040，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，9900+040=9940=9940（2）本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，线的连接使用的是安培表内接法。（3）审题是处理本题的关键，弄清题意也就能够找到处理本题的方法。根据电阻定律计算电阻率为 、长为 L、直径分别为 d 和 D 的圆柱状合金棒的电阻分别为 Rd=133、RD=338 即 ， ，而电阻R 满足 R2=RdRD，将 Rd、RD 带入得
12、 2、(2009 广东物理，16，14 分)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为 3V 的直流稳压电、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺 ） 、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图 14（2）实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作。（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图 1
13、的关系图线，其斜率为_A-1-1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电电动势的乘积代表了_的电阻之和。（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图 16 所示。金属丝的直径是_。图 1 中图线的斜率、电电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_,其数值和单位为_（保留三位有效数字） 。 答案：电路图如图所示读出接入电路中的金属丝的长度 163 电的内阻与电阻箱0200 金属丝的电阻率 1410-7解析：依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻 率，电路图如图所示；电路实物图如图所示，依据闭合电路欧姆定律得 ，参照题目给出的图像可得 ,可见直线的斜率 ，可知斜率、电电动势和金属丝横截面积的
14、乘积代表的物理量是金属的电阻率 ，其数值和单位为1410-7-1，截距为 ，则图线纵轴截距与电电动势的乘积为（ ） ；金属丝的直径是0200。【考点精题精练】1、 （I）用螺旋测器测量金属导线的直径，其示数如图所示，该金属导线的直径为 。（II）右图为欧姆表面原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=300 a，内阻 Rg=100，可变电阻 R 的最大阻值为 10，电池的电动势 E=1V，内阻 r= 0，图中与接线柱 A 相连的表笔颜色应是 色，按正确使用方法测量电阻 Rx 的阻值时，指 针指在刻度盘的正中央，则 Rx= 。答案：（I）18800001 （II）红，2、有一段粗细均匀的导体,现要用
15、实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值 Rx。若已知这段导体的电阻约为 30,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是 。(只填写字母代号)A电池（电动势 14 V、内阻可忽略不计） B电流表（量程006 A，内阻约 012）电流表（量程 0100 A，内阻约 12 ） D电压表（量程03 V，内阻约 3 ）E电压表（量程 01 V，内阻约 1 ） F滑动变阻器（010，允许最大电流 20A）G滑动变阻器（000 ，允许最大电流 0 A）在方框中画出测这段导体电阻的实验电路图(要求直接测量的变化范围尽可能大一些)。根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图所示,发现 N 段明显向上弯曲。若实验的操作、读数、记录、描点和绘图等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是 。答案：ABEF（4 分）如图所示（4 分）随着导体中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大（4 分3、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 。步骤如下：（1）用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为 ；（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为 ；（3）用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为 。（4）该同学想用伏安法更精确地
