《2019年高考物理大一轮复习 实验08 测定金属的电阻率学案 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理大一轮复习 实验08 测定金属的电阻率学案 新人教版（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1实验实验 0808 测定金属的电阻率测定金属的电阻率一、实验目的1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；2掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法；3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率二、实验原理由电阻定律R得R.金属导线的电阻R用伏安法测量，金属导线的长度l用l SS l毫米刻度尺测量，金属导线的横截面积S可由其直径d算出，即S2，直径d可由螺(d 2)旋测微器测出三、实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干四、实验步骤1直径测定：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、，计算出导线的横截面积S.d2 42电路连接：按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路3长度测量：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.4U、I测量：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，电路经检查确认无误后，闭合开关 S，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，记入表格内，断开开关 S.5拆去实验线路，整理好实验器材(2018长春质检)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则金属丝的直径的读数是_.(2)已知
3、实验中所用的滑动变阻器阻值范围为 010 ，电流表内阻约几欧，电压表内阻约 20 k.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E4.5 V，内2阻很小则图丁电路图中_(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏_.(填“大”或“小”)(3)若实验所用的电流表内阻的准确值RA是已知的，那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图丁中的_电路(填电路图下的字母代号)此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx_(用题中字母代号表示)解析：(1)螺旋测微器先读固定部分为 0.5 mm，可动部分可估读为 38.00.01 mm0.380
4、 mm，故总示数为：(0.50.380)mm0.880 mm；电流表量程为 0.6 A，则最小刻度为 0.02，指针所示为 0.42 A；电流表量程为 3 V，最小刻度为 0.1 V，则读数为 2.25 V.(2)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为 5 ，故采用电流表外接法误差较小，故选A；在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小(3)因已知电流表内阻准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻；故应选 B电路；待测电阻及电流表总电阻R ，则待测电阻RxRRA RA
5、U IU I答案：(1)0.880 mm (2)A 小 (3)B RAU I一、数据处理1在求R的平均值时可用两种方法(1)用R 分别算出各次的数值，再取平均值U I(2)用UI图线的斜率求出2计算电阻率将记录的数据R、l、d的值代入电阻率计算式R.S ld2U 4lI3二、误差分析1金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差三、注意事项1先测直径，再连
6、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(2018河南开封模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学所测的金属导体的形状如图甲所示，其横截面为空心的等边三角形，外等边三角形的边长是内等边三角形边长的 2 倍，内三角形为中空为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆挡“1”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图乙，则读数应记为_.现利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻 R，以便进一步测出该材料的电阻率 ：A电源E(电动势为
7、3 V，内阻约为 1 )B电流表(量程为 00.6 A，内阻r1 约为 1 )C电流表(量程为 00.6 A，内阻r25 )D最大阻值为 10 的滑动变阻器R0E开关 S，导线若干(1)请在图丙虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图(2)先将R0调至最大，闭合开关 S，调节滑动变阻器R0，记下各电表读数，再改变R0进行多次测量在所测得的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算R时，若的示4数为I1，的示数为I2，则该金属导体的电阻 R_. (3)该同学用直尺测量导体的长度为L，用螺旋测微器测量了外三角形的边长a.测边长a时，螺旋测微器读数如图丁所示，则a_mm.用已经测得的物理量 R、L、a
8、等可得到该金属材料电阻率的表达式为_.解析：多用电表读数为：61 6 ；(1)测量电路如图所示；(2)由欧姆定律可知：I2r2(I1I2)R，解得R；(3)I2r2 I1I2螺旋测微器读数a5.5 mm0.01 mm16.35.663 mm；导体的截面积为Sa22a2，则根据欧姆定律R，解得3434(a 2)3 316L S3 3a2I2r216LI1I2答案：6 (1)电路图见解析 (2)R (3)5.663(5.6615.665) I2r2 I1I23 3a2I2r216LI1I2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
9、测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量，测小电阻时应采用外接法测量)方法 2 伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用(1)如图甲所示，两电压表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内5阻R2R1.U2 U1(2)如图乙所示，两电压表的满偏电流IV1IV2时，若已知的内阻R1，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2.U2 U1 R1U1 R0方法 3 安安法测电阻(电流表的灵活选用)若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用(1)如图甲所示，当两电流表所能
10、测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2.I1R1 I2(2)如图乙所示，当两电流表的满偏电压UA2UA1时，如果已知的内阻R1，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2.I1R1R0 I2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
11、，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 3.0 V 的电压表(2)在图中画出完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号6(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_.解析：(1)把 A2和R2串联起来充当电压表，此电压表量程为 3 V，R2 3 300 1061 000 9 000 .(3)由图可知，电流表A1的示数为 8.0 mA，电流表 A2的示数是 150 A，待测电阻阻值为Rx 191 .15
12、0 106 1 0009 000 8.0 103150 106答案：(1)A2 9 000 (2)电路如图 (3)8.0 150 191 方法 4 半偏法测电表内阻(1)半偏法近似测量电流表内阻如图所示，测量电流表的内阻，操作步骤如下：A断开 S2、闭合 S1，调节R0，使表满偏为I0；A保持R0不变，闭合 S2，调节R，使表读数为；AI0 2由上得RAR.(2)半偏法近似测量电压表内阻7如图所示，测量电压表的内阻，操作步骤如下：V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V断开 S2，保持R0不变，调节R，使表指针指到满刻度的一半；V由
13、上得RVR.(2015全国卷)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 )，V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阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“” 、 “”或“ 断开 S2，调节
14、电阻箱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，故RVRV方法 5 “电桥”法测电阻在ab间接一灵敏电流计如图所示，当其读数为零时即Uab0，相当于ab间断路，此时ab , 则有IR1IR3，IR2IR4，两式相除得R1/R2R3/R4即R1R4R2R3 此时交叉电阻的乘积相等，所以知道其中任意三个电阻就可以求出第四个电阻的阻值(2017全国卷)某同学利用如图(a)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 )
15、；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图(a)(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线(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(a)中滑动变阻器的_端9(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_
