2020届新考案高考物理总复习教师用书:第八单元 恒定电流 实验8 Word版含解析.pdf
《2020届新考案高考物理总复习教师用书:第八单元 恒定电流 实验8 Word版含解析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020届新考案高考物理总复习教师用书:第八单元 恒定电流 实验8 Word版含解析.pdf(18页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第八单元恒 定 电 流 实验 8 测定金属的电阻率 见自学听讲P151 实验目的 1.学会使用各种常用电学仪器以及正确读数。 2.学会使用螺旋测微器以及正确读数。 3.学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。 实验原理 用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d,用伏安法测导线的电阻R,由 R=,得=。 2R 4 实验器材 被测金属丝、刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。 实验步骤 1.用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,取直径d的平均值,然后计算出导线的横截面积 S。 2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度
2、尺测量接入电路的金属丝长度(有效长度),反复 测量三次,求出平均值L。 3.按照图示的电路图用导线把器材连好,并把滑动变阻器的阻值调至最大值。 4.电路经检查无误后,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,并记录在表格内,断开开关 S,求出电阻R的平均值。 5.将测得的R、L、d的值代入电阻率计算式=中,计算出金属丝的电阻率。 2R 4 6.改变L的长度三次,重复步骤 25,计算电阻率的平均值。 7.整理好实验器材,实验结束。 数据处理 1.求Rx的平均值 (1)用Rx=分别算出各次的数值,取其平均值。 (2)用U-I图象的斜率求出。 2.计算电阻率
3、 将记录的数据U、I、L、d的值代入电阻率计算式=R =。 2U 4 1.(2018 广东揭阳 10 月考试)在“测定金属丝的电阻率”实验中,以下操作中错误的是( )。 A.用刻度尺测量金属丝的全长三次,算出其平均值 B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值 C.用伏安法测电阻时采用电流表外接法,多次测量后算出平均值 D.实验中保持金属丝的温度不变 解析 应测量出金属丝连入电路的有效长度三次,求平均值,而不是全长,A 项错误;为了减小实验误差,应 用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值,B 项正确;金属丝电阻很小,与电压表内 阻相差很大,使电压表和
4、金属丝并联,电压表的分流作用很小,应采用电流表外接法,C 项正确;金属丝的电阻率 随温度的改变而改变,为保持电阻率不变,应保持温度不变,D 项正确。 答案 A 2.(2018 陕西西安五校联考)测量铅笔芯的电阻率,取一支 4B 铅笔,去掉两端笔芯外木质部分,不损伤笔芯,如 图乙所示安放在接线支座上。 (1)用刻度尺量得笔芯长度L=20.0 cm,螺旋测微器测量笔芯的直径如图甲所示,则笔芯的直径d= mm。 甲 (2)若待测电阻为几欧姆,乙同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻。 A.待测笔芯 B.电流表(量程分别为 00.6 A、03 A,内阻分别为 1 、0.5 ) C.电压表(量程分别
5、为 03 V、015 V,内阻分别为 6 k、30 k) D.滑动变阻器(阻值范围为 010 ) E.电源(3 V) F.开关、导线若干 请根据实验要求在图乙中用笔画线代替导线(只配有两根导线)完成实物电路连接。 乙 (3)实验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图丙所示,则电压表示数U= V,电流表示数I= A,计算得到铅笔芯电阻R= (结果保留 2 位有效数字)。 丙 解析 (1)由图甲螺旋测微器的示数可知,笔芯的直径为 1 mm+20.00.01 mm=1.200 mm。 (2)由题意可知,待测电阻阻值很小,为几欧姆,小于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器可以采用限流式接 法,电压表内阻远
6、大于待测电阻阻值,电流表采用外接法,实物电路图如图丁所示。 丁 (3)由电路图可知,电压表量程是 3 V,由图示电压表可知,其分度值为 0.1 V,示数为 1.80 V,电流表量程为 0.6 A,分度值为 0.02 A,示数为 0.36 A,待测电阻阻值R= =5.0 。 答案 (1)1.200 (2)实物电路图如图丁所示 (3)1.80 0.36 5.0 见自学听讲P152 一教材原型实验 例 1 (1)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,先用螺旋测微器测出金属丝的直径,测量示数如图甲 所示,则金属丝的直径d= mm。 (2)待测金属丝的电阻Rx只有几欧姆,现要尽可能准确地测量其阻值,实验室提
7、供了下列器材: A.电压表(量程为 03 V,内阻约为 15 k) B.电压表(量程为 015 V,内阻约为 75 k) C.电流表(量程为 03 A,内阻约为 0.2 ) D.电流表(量程为 0600 mA,内阻为 1 ) E.滑动变阻器R(020 ) F.电源(两节干电池) G.开关和导线若干 电压表应选 ;电流表应选 。(填仪器前的字母序号) 某同学设计了两种测量电路。应选用图乙中的 (选填“a”或“b”)为实验电路图,实验开始 前,应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端。 按你所选择的电路图把图丙中的实物图用导线连接起来。 解析 (1)由图甲螺旋测微器可知,其读数为 2.
8、5 mm+10.00.01 mm=2.600 mm。 (2)电源电动势为 3 V,则电压表选 A 项;电源电动势为 3 V,金属丝电阻为几欧姆,电路中最大电流为零 点几安培,则电流表选 D 项。 电压表内阻约为 15 k,电流表内阻为 1 ,金属丝电阻为几欧姆,则电压表内阻远大于待测金属丝 电阻,电流表应选择外接法,但由于电流表内阻已知,为准确测量电阻阻值,即采用内接法,所以采用图a所示 电路。为保护电路,实验开始前,应将滑动变阻器的滑片移至最左端。 根据图a所示电路图连接实物电路图,实物电路图连接如图丁所示。 答案 (1)2.600 (2)A D a 左 如图丁所示 实验中的注意事项 (1)
9、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)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主 干线路(闭合电路),然后把电压表并联在被测金属丝的两端。 (3)测量被测金属丝的有效长度,是指测量被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 间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。 (4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。 (5)闭合开关 S 前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。 (6)用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流I不宜过大(电流表用 00.6
10、 A 量程),通电时间不宜过长, 以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 (7)若采用图象法求R的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地让不在直 线上的各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 二设计型实验 本实验重点还是电阻的测量,一般而言金属的电阻较小,因此要测量小电阻。测量小电阻 的方法有伏安法中的外接法,电流半偏法,替代法等。每种方法都要有标志性的器材,伏安法 必须有合适量程的电流表、电压表,电流半偏法要有电阻箱、灵敏电流计,而替代法则要有单 刀双掷开关等。 例 2 在“测量金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属
11、丝直径时的刻度位置如图所示,用米 尺测得金属丝的长度l=0.810 m。金属丝的电阻大约为 4 ,先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻 定律计算出该金属材料的电阻率。 甲 (1)从图甲读出金属丝的直径为 mm。 (2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材。 A.直流电源:电动势约为 4.5 V,内阻很小 B.电流表:量程为 00.6 A,内阻为 0.125 C.电流表:量程为 03.0 A,内阻为 0.025 D.电压表:量程为 03 V,内阻为 3 k E.滑动变阻器R1:最大阻值为 10 F.滑动变阻器R2:最大阻值为 50 G.开关、导线等 在可供选
12、择的器材中,应该选用的电流表是 ,应该选用的滑动变阻器是 。(都填器材前 的字母序号) (3)根据所选的器材,在图乙所示方框中画出实验电路图。 乙 (4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻Rx=4.1 ,则这种金属材料的电阻率为 m(结果保留 2 位有效数字)。 解析 (1)金属丝的直径d=0.5 mm+2.00.01 mm=0.520 mm。 (2)用伏安法测定金属丝的电阻时的电流不能太大,否则随着温度升高金属丝的电阻会增大,导致测量结 果不准,故应选电流表,由闭合电路欧姆定律及电流表示数要求应满足IAIA,11.25 R22.5 1 3 + 2 3 ,所以若滑动变阻器采用限流式接法,变阻器阻值范
13、围是 7.25 R变18.25 ,可见应选用滑动变阻器 R1,金属丝电阻很小,电流表应采用外接法。 (3)实验电路图如图丙所示。 丙 (4)根据电阻定律R=,其中S=d2,代入数据求得电阻率1.110-6 m。 1 4 2R 4 答案 (1)0.520 (2)B E (3)实验电路图如图丙所示 (4)1.110-6 三实验拓展与创新 1.实验原理 用电阻箱替代待测电阻,按图示连接好电路,调节电阻箱,使两次电流表示数相等,则电阻 箱的示数就等于待测电阻的阻值。 2.本方案的优缺点 (1)优点:电路结构简单,调节方便,便于读数,同时可以避免因电表的内阻产生系统误差。 (2)缺点:由于电阻箱不能连续
14、调节,从而导致测量值与真实值之间存在误差。 例 3 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、乙所示,则圆柱 体的长度为 cm,直径为 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 (选填“大”或“小”)处;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 (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 1280 。 (3)由此可知,圆柱体的电阻为 。 解析 (1)
15、游标卡尺的精度为 0.1 mm,所以圆柱体的长度L=(50+10.1) mm=5.01 cm,螺旋测微器的读数 d=(5+31.60.01) mm=5.316 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。 答案 (1)5.01 5.316(5.3105.320 均可) (2)大 大 (3)1280 见高效训练P87 1.(2018 吉林长春外国语学校质检)(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、电压表的示数如图甲所示,则金属丝的直径的示数是 ,电流表的示数 是 ,电压表的示数是 。 甲 (2)
16、已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为 010 ,电流表内阻为几欧,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E=4.5 V,内阻很小。则图乙电路图中 (选填电 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 (选填“大”或“小”)。 乙 (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的最佳电路应是图乙中的 (选填电路图下方的字母代号)电路。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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2020届新考案高考物理总复习教师用书:第八单元 恒定电流 实验8 Word版含解析 2020 届新考案 高考 物理 复习 教师 第八 单元 恒定 电流 实验 Word 解析
链接地址:https://www.31doc.com/p-4193460.html