《2019版高考物理一轮复习 实验增分 专题8 测定金属的电阻率学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习 实验增分 专题8 测定金属的电阻率学案（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验八测定金属的电阻率考纲要求考情分析命题趋势测定金属的电阻率2014江苏卷，102014山东卷，22高考对本实验的考查主要侧重于以下三个方面：1.实验原理的理解(间接测量)；2.实验数据的处理和误差分析；3.伏安法测电阻电路连接形式(电流表内接、外接)的确定知识梳理夯实基础一、实验流程二、注意事项1游标卡尺的读数：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格数，则记录结果表达为(xk精确度)mm.2螺旋测微器的读数方法：固定刻度数mm可动刻度数(估读一位)0.01 mm.3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4电流表外接法：
2、本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法5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三、误差分析核心考点分层突破考点1仪器的使用和读数1螺旋测微器(1)构造：如图甲所示，S为固定刻度，H为可动刻度(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，旋钮K每旋转一周，螺杆P前进或后退0.5 mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.(3)读数测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，不
3、足半毫米，从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.2游标卡尺(1)构造(如图所示)：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(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的小等分刻度少1 mm.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，见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1
4、 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(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(xk精确度) mm.3常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值；然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可(1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位(2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5
5、V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A例1(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为_17.7_mm、_23.50_mm、_3.18_mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是_2.150_mm.(3)如图丙所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_0.02_A，图中表针示数为_0.44_
6、A；当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表_0.1_A，图中表针示数为_2.20_A如图丁所示的电表使用较小量程时，每小格表示_0.1_V，图中表针的示数为_1.70_V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_0.5_V，图中表针示数为_8.5_V.(4)旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_1_987_，今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_将“1_k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到零_.若用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为_019_998_.解析(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.
7、7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是100.05 mm0.50 mm，最后结果是23 mm0.50 mm23.50 mm.最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm.(2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.(3)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A电
8、压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V.(4)电阻为1 987 ，最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到零每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两个电阻箱串联可达到的最大电阻是29 999 19 998 .故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 .考点2仪器的选择和实物电路的连接例2实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图甲所示电路测
9、出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度可供使用的器材有电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 ；电压表：量程3 V，内阻约9 k；滑动变阻器R1：最大阻值为5 ；滑动变阻器R2：最大阻值为20 ；定值电阻：R03 ；电源：电动势6 V，内阻可不计；开关、导线若干回答下列问题(1)实验中滑动变阻器应选_R2_(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_a_端(选填“a”或“b”)(2)在实物图丙中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接丙(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为_2.30(2.29、2.31均正确)_V.(4)
10、导线实际长度为_94(93、95均正确)_m.(保留两位有效数字)解析由R可估算铜导线的电阻Rx约为1.7 ，(RxR0)约为4.7 .若选用R15 的滑动变阻器，电流表和电压表的调节范围较小且面临“烧坏”的危险，故应选用R220 的滑动变阻器，滑动变阻器采用限流式接法，闭合开关前应将触头移至接入阻值最大的a端(2)如图所示(3)电压表的读数需估读一位，数值为2.30 V.(4)由欧姆定律可知，(RxR0) 4.6 ，所以Rx1.6 .再根据Rx可解得l94 m.考点3电阻的测量方法一伏安法测电阻例3某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 k的电压表和量程为0.6 A、内阻
11、约为0.1 的电流表采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图甲中的R1，其阻值约为5 .(1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接_a_(选填“a”或“b”)、导线连接_d_.(选填“c”或“d”)(2)按正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为_4.44.7_.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图乙中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_B_.(选填序号)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
12、解析(1)因电压表的内阻远大于待测电阻R1的阻值则电流表采用外接法，而滑动变阻器应采用分压式接法故测R1阻值的最优连接方式为导线连接a，导线连接d；(2)根据表格数据，作出关于R1的UI图象，如图所示，由图可得R1 4.4 ；(3)根据电阻定律可得R，故R2R1，要测R2的阻值与测量R1一样，最优的连线应连接a，连接d，选项B正确方法二等效替换法测电阻连接电路如图所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时，电流表中的电流示数相同，则表明RxR，即可测出Rx.例4(2017湖北武汉模拟)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻(1)分别使用
13、游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为_5.05_cm，直径为_5.316(5.3105.320)_mm.(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：将滑动变阻器R1的阻值置于最_大_处(选填“大”或“小”)，将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.将电阻箱R2的阻值调至最_大_(选填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 .(3)由此可知，圆柱体的电阻为_1_280_.解析(1)游标卡尺的精度为0.1 mm，所以L(5050.1)mm5.05 cm，螺旋测微器的读数为d(5
14、31.60.01)mm5.316 mm.(2)为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻为使电路电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大(3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示由闭合电路欧姆定律知I，当I相同均为I0时，R2R圆柱体，所以R圆柱体1 280 .方法三半偏法测电表内阻方法方法简介电路图电流半偏法如图所示，闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的读数等于，然后读出R2的值，则有RAR2电压半偏法如图所示，闭合S1将电阻箱R2调为零，调节滑动变阻器R1，使电压表达到满偏U0；保持R1不变，调节R2，使电压表的示数为，记下此时电阻箱的示数R2，则有RvR2 例5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：待测量电压表V(量程3 V，内阻约为3 000 )，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值10
