《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實驗八 測定金屬的電阻率（同時練習(xí)使用螺旋測微器）課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實驗八 測定金屬的電阻率（同時練習(xí)使用螺旋測微器）課件.ppt（61頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

實驗八測定金屬的電阻率 同時練習(xí)使用螺旋測微器 注意事項1 游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù) K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)格數(shù) 則記錄結(jié)果表達(dá)為 x K 精確度 mm 2 螺旋測微器的讀數(shù) 方法 固定刻度數(shù)mm 可動刻度數(shù) 估讀一位 0 01mm 3 先測直徑 再連電路 為了方便 測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量 4 電流表外接法 本實驗中被測金屬絲的阻值較小 故采用電流表外接法 5 電流控制 電流不宜過大 通電時間不宜過長 以免金屬絲溫度過高 導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大 誤差分析 熱點一測量儀器 儀表的讀數(shù)1 游標(biāo)卡尺 1 游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 主尺讀數(shù) 游標(biāo)尺讀數(shù) 2 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法 三看 第一看 精確度 第二看 游標(biāo)尺上的0刻度線位置 區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端例如 如圖1所示 圖1 第三看 游標(biāo)尺的哪條 第N條 刻度線與主尺上的刻度線對齊2 螺旋測微器讀數(shù)螺旋測微器讀數(shù) 固定刻度部分讀數(shù) mm 可動刻度部分讀數(shù) 精確度 mm 3 電壓表和電流表 1 0 3V的電壓表和0 3A的電流表讀數(shù)方法相同 此量程下的精確度是0 1V或0 1A 看清楚指針的實際位置 讀到小數(shù)點后面兩位 2 對于0 15V量程的電壓表 精確度是0 5V 在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位 即讀到0 1V 3 對于0 0 6A量程的電流表 精確度是0 02A 在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位 這時要求 半格估讀 即讀到最小刻度的一半0 01A 例1 1 如圖2所示的三把游標(biāo)卡尺 它們的游標(biāo)卡尺從上至下分別為9mm長10等分 19mm長20等分 49mm長50等分 它們的讀數(shù)依次為 mm mm mm 圖2 2 使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑 示數(shù)如圖3所示 則金屬絲的直徑是 mm 圖3 3 圖4甲使用0 6A量程時 對應(yīng)刻度盤上每一小格代表 A 圖中表針示數(shù)是 A 當(dāng)使用3A量程時 對應(yīng)刻度盤上每一小格代表 A 圖中表針示數(shù)為 A 圖乙使用較小量程時 每小格表示 V 圖中表針的示數(shù)為 V 若使用的是較大量程 則這時表盤刻度每小格表示 V 圖中表針示數(shù)為 V 圖4 4 旋鈕式電阻箱如圖5所示 電流從接線柱A流入 從B流出 則接入電路的電阻為 今欲將接入電路的電阻改為2087 最簡單的操作方法是 若用兩個這樣的電阻箱 即可得到的電阻值范圍為 圖5 解析 1 圖2甲讀數(shù) 整毫米是17 不足1毫米數(shù)是7 0 1mm 0 7mm 最后結(jié)果是17mm 0 7mm 17 7mm 圖2乙讀數(shù) 整毫米是23 不足1毫米數(shù)是17 0 05mm 0 85mm 最后結(jié)果是23mm 0 85mm 23 85mm 圖2丙讀數(shù) 整毫米是3 不足1毫米數(shù)是9 0 02mm 0 18mm 最后結(jié)果是3mm 0 18mm 3 18mm 2 固定刻度示數(shù)為2 0mm 不足半毫米的從可動刻度上讀 其示數(shù)為15 0 最后的讀數(shù) 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 3 使用0 6A量程時 刻度盤上的每一小格為0 02A 表針示數(shù)為0 44A 當(dāng)使用3A量程時 每一小格為0 1A 表針示數(shù)為2 20A 電壓表使用3V量程時 每小格表示0 1V 表針示數(shù)為1 70V 使用15V量程時 每小格表示0 5V 表針示數(shù)為8 5V 4 電阻為1987 最簡單的操作方法是將 1k 旋鈕調(diào)到2 再將 100 旋鈕調(diào)到0 每個電阻箱的最大阻值是9999 用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2 9999 19998 故用兩個這樣的電阻箱 可得到的電阻值范圍為0 19998 答案 1 17 723 853 18 2 2 150 3 0 020 440 12 20 0 11 700 58 5 4 1987將 1k 旋鈕調(diào)到2 再將 100 旋鈕調(diào)到00 19998 變式訓(xùn)練1 某實驗探究小組的同學(xué)準(zhǔn)備測量電爐絲的電阻率 他們首先用螺旋測微器測出一段電爐絲的直徑和長度如圖6甲 乙所示 則該電爐絲的直徑為 mm 長度為 mm 該小組同學(xué)又從標(biāo)稱為 220V500W 220V300W 220V25W 的3個電爐中任選一個 正確使用多用電表歐姆 10擋測量其阻值 結(jié)果如圖丙所示 則該電爐的阻值是 選標(biāo)稱功率為 W的電爐絲 圖6 解析由圖甲所示螺旋測微器可知 固定刻度示數(shù)為0 5mm 可動刻度示數(shù)為40 0 0 01mm 0 400mm 金屬絲直徑為0 5mm 0 400mm 0 900mm 由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知 主尺示數(shù)為3 3cm 33mm 游標(biāo)尺示數(shù)為2 0 05mm 0 10mm 金屬絲的長度為33mm 0 10mm 33 10mm 答案0 90033 10165300 熱點二教材原型實驗伏安法測電阻電流表的內(nèi)接法和外接法的比較 例2 某實驗小組嘗試測量一段電阻絲的電阻率 可供選擇的器材有 A 電池組E 電動勢為3V 內(nèi)阻約5 B 電壓表V 量程為0 3V 內(nèi)阻約15k C 電阻箱R 0 999 9 D 開關(guān) 導(dǎo)線若干 圖7 完成下列填空 1 把電阻絲拉直后用螺旋測微器測量電阻絲的直徑 測量結(jié)果如圖7甲所示 其讀數(shù)為d mm 2 將電阻絲兩端固定在有刻度尺的接線板兩端的接線柱上 在被固定的電阻絲上夾一個與接線柱c相連的小金屬夾P 實驗要求將a c端接入電路 且將小金屬夾P右移 電阻箱的阻值減小時 接入電路的電壓表讀數(shù)保持不變 如圖乙所示 請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丙中完成電路的連接 3 圖乙中電壓表讀數(shù)為U V 4 改變金屬夾P與電阻絲接觸點的位置 調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值 使電壓表讀數(shù)保持不變 如圖乙所示 重復(fù)多次 記錄每一次電阻箱的阻值R和接入電路的電阻絲長度L 數(shù)據(jù)如表格所示 斷開開關(guān) 整理實驗器材 請在圖丁中描點 并作出R L圖象 5 根據(jù)R L圖象和已知數(shù)據(jù) 可求出該電阻絲的電阻率為 m 計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字 解析 1 螺旋測微器的讀數(shù)要估讀到0 001mm 讀數(shù)為0mm 40 0 0 01mm 0 400mm 2 實驗要求a c接入電路 且P右移 電阻箱阻值減小時 電壓表讀數(shù)保持不變 則電阻箱和電阻絲應(yīng)該串聯(lián) 電壓表測量兩者的電壓和 實驗電路連接見答案圖甲所示 3 電壓表估讀到0 01V 故電壓表讀數(shù)為2 50V 4 R L圖象見答案圖乙所示 答案 1 0 400 2 如圖甲所示 3 2 50 4 如圖乙所示 5 2 5 10 6 變式訓(xùn)練2 實驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線 某同學(xué)想通過實驗測定其實際長度 該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1 0mm2 查得銅的電阻率為1 7 10 8 m 再利用圖8甲所示的電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx 從而確定導(dǎo)線的實際長度 圖8 可供使用的器材有 電流表 量程0 6A 內(nèi)阻約0 2 電壓表 量程3V 內(nèi)阻約9k 滑動變阻器R1 最大阻值5 滑動變阻器R2 最大阻值20 定值電阻 R0 3 電源 電動勢6V 內(nèi)阻可不計 開關(guān) 導(dǎo)線若干 回答下列問題 1 實驗中滑動變阻器應(yīng)選 填 R1 或 R2 閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至 填 a 或 b 端 2 在實物圖9中 已正確連接了部分導(dǎo)線 請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接 3 調(diào)節(jié)滑動變阻器 當(dāng)電流表的讀數(shù)為0 50A時 電壓表示數(shù)如圖乙所示 讀數(shù)為 V 4 導(dǎo)線實際長度為 m 保留2位有效數(shù)字 圖9 2 連接圖見答案 3 電壓表量程3V 指針在2后第3條刻度線 故讀數(shù)為2 30V 估讀為2 29或2 31均可 答案 1 R2a 2 如圖所示 3 2 30 2 29 2 31均正確 4 94 93 95均正確 1 儀器選擇的一般步驟 1 首先選擇唯一性的器材 2 粗畫電路圖 暫不接電流表和電壓表 3 估算回路中電流和電壓的最大值 在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下 結(jié)合已知器材的規(guī)格 確定實驗電路和實驗器材 2 實物圖連線的基本原則對限流式電路 一般是從電源的正極開始 把電源 開關(guān) 滑動變阻器以及測量電路順次連接起來即可 對分壓式電路 應(yīng)先將電源 開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來 然后在滑動變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個 依據(jù)電路中電流的流向?qū)y量電路部分連接起來即可 熱點三實驗拓展創(chuàng)新1 等效替代法測電阻如圖10所示 圖10 例3 電學(xué)實驗中經(jīng)常需要測量電阻的阻值 1 測電阻的方法有很多種 現(xiàn)在有一只標(biāo) 220V40W 的燈泡 它正常工作時的電阻為 若用多用電表歐姆擋來測量這只燈泡的電阻 則測出的電阻值就 填 大于 等于 或 小于 燈泡正常工作時的電阻值 2 用下列器材設(shè)計一個實驗 測量該燈泡正常工作時的電阻值 A 220V交流電源B 單刀雙擲開關(guān)一只C 電阻箱一只 0 999 9 額定電流0 5A D 固定電阻一只 0 5k 額定電流0 3A E 交流電流表一只 0 0 3A 請在方框內(nèi)畫出電路原理圖 2 應(yīng)用替代法 因電阻箱的最大阻值小于燈泡正常工作電阻值 故應(yīng)串聯(lián)一固定電阻 電路原理圖如圖 答案 1 1210小于 2 見解析圖 圖11 圖12 2 半偏法近似測量電壓表內(nèi)阻 方法一 如圖13所示 測量電壓表的內(nèi)阻 操作步驟如下 圖13 滑動變阻器的滑片滑至最右端 電阻箱的阻值調(diào)到最大 閉合S1 S2 調(diào)節(jié)R0 使表示數(shù)指到滿偏刻度 斷開S2 保持R0不變 調(diào)節(jié)R 使表指針指到滿刻度的一半 由上可得RV R 方法二 如圖14所示 測量電壓表的內(nèi)阻 操作步驟如下 圖14 例4 2015 新課標(biāo)全國卷 23 電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍 某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻 半偏法 實驗室提供的器材如下 待測電壓表 量程3V 內(nèi)阻約為3000 電阻箱R0 最大阻值為99999 9 滑動變阻器R1 最大阻值100 額定電流2A 電源E 電動勢6V 內(nèi)阻不計 開關(guān)2個 導(dǎo)線若干 1 虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分 將電路圖補充完整 2 根據(jù)設(shè)計的電路 寫出實驗步驟 3 將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV 與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比 RV RV 填 或 主要理由是 解析 1 實驗電路圖如圖所示 2 移動滑動變阻器的滑片 以保證通電后電壓表所在支路分壓最小 閉合開關(guān)S1 S2 調(diào)節(jié)R1 使電壓表的指針滿偏 保持滑動變阻器滑片的位置不變 斷開S2 調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏 讀取電阻箱的電阻值 此即為測得的電壓表內(nèi)阻 3 斷開S2 調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài) 電壓表所在支路總電阻增大 分得的電壓也增大 此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓 RV RV答案 1 見解析圖 2 見解析 3 理由見解析 變式訓(xùn)練3 用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值 阻值約為200 實驗室提供如下器材 電池組E 電動勢3V 內(nèi)阻不計 電流表A1 量程0 15mA 內(nèi)阻約為100 電流表A2 量程0 300 A 內(nèi)阻為1000 滑動變阻器R1 阻值范圍0 20 額定電流2A 電阻箱R2 阻值范圍0 9999 額定電流1A 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 要求實驗中盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值 請回答下列問題 1 為了測量待測電阻兩端的電壓 可以將電流表 填寫器材代號 與電阻箱串聯(lián) 并將電阻箱阻值調(diào)到 這樣可以改裝成一個量程為3 0V的電壓表 2 在圖15中畫完整測量Rx阻值的電路圖 并在圖中標(biāo)明器材代號 圖15 3 調(diào)節(jié)滑動變阻器R1 兩表的示數(shù)如圖16所示 可讀出電流表A1的示數(shù)是 mA 電流表A2的示數(shù)是 A 測得待測電阻Rx的阻值是 本次測量存在一定的系統(tǒng)誤差 考慮這個原因測量值比真實值 填 偏大 或 偏小 圖16 采用電流表外接法測量的電流值偏大 因此測量的電阻偏小 答案 1 A29000 2 電路如圖 3 8 0150187 5 偏小 電路設(shè)計時的兩個技巧 1 電流表的靈活選用已知內(nèi)阻的電流表可做電壓表使用 在缺少合適的電壓表的情況下 常用電流表代替電壓表使用 這是電學(xué)設(shè)計電路的高頻考點 2 電壓表的靈活選用已知內(nèi)阻的電壓表可做電流表使用 在缺少合適的電流表的情況下 常用電壓表代替電流表使用 這是設(shè)計電路中的高頻考點 1 2016 全國卷 23 某同學(xué)利用圖17所示電路測量量程為2 5V的電壓表的內(nèi)阻 內(nèi)阻為數(shù)千歐姆 可供選擇的器材有 電阻箱R 最大阻值99999 9 滑動變阻器R1 最大阻值50 滑動變阻器R2 最大阻值5k 直流電源E 電動勢3V 開關(guān)1個 導(dǎo)線若干 圖17 實驗步驟如下 按電路原理圖17連接線路 將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0 將滑動變阻器的滑片移到與圖17中最左端所對應(yīng)的位置 閉合開關(guān)S 調(diào)節(jié)滑動變阻器 使電壓表滿偏 保持滑動變阻器滑片的位置不變 調(diào)節(jié)電阻箱阻值 使電壓表的示數(shù)為2 00V 記下電阻箱的阻值 回答下列問題 1 實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器 填 R1 或 R2 2 根據(jù)圖17所示電路將圖18中實物圖連線 圖18 3 實驗步驟 中記錄的電阻箱阻值為630 0 若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變 計算可得電壓表的內(nèi)阻為 結(jié)果保留到個位 4 如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的 可推斷該表頭的滿刻度電流為 填正確答案標(biāo)號 A 100 AB 250 AC 500 AD 1mA 解析 1 本實驗測電壓表的內(nèi)阻 實驗中電壓表示數(shù)變化不大 則接入電阻箱后電路的總電阻變化不大 故需要滑動變阻器的最大阻值較小 故選R1可減小實驗誤差 2 滑動變阻器為分壓式 連接實物電路如圖所示 答案 1 R1 2 見解析圖 3 2520 4 D 3 電壓表和電阻箱串聯(lián) 兩端電壓分別為2 00V和0 50V 則RV 4R 2520 2 某研究小組要測量電壓表V1的內(nèi)阻r1 要求方法簡捷 有盡可能高的測量精度 并能測得多組數(shù)據(jù) 現(xiàn)提供如下器材 A 電壓表V1 量程3V 內(nèi)阻r1待測 約2000 B 電壓表V2 量程6V 內(nèi)阻r2 4000 C 電壓表V3 量程4V 內(nèi)阻r3 10000 D 電流表A1 量程0 6A 內(nèi)阻r4 0 05 E 滑動變阻器R0 總電阻約50 F 電源E 電動勢15V 內(nèi)阻很小G 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 1 請從所給器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑?設(shè)計電路 在虛線方框中畫出電路圖 標(biāo)明所用器材的符號 2 根據(jù)所設(shè)計的電路圖 寫出待測電壓表V1的內(nèi)阻r1的表達(dá)式 即r1 式中各符號的意義是 3 2017 全國卷 23 某同學(xué)利用如圖19所示的電路測量一微安表 量程為100 A 內(nèi)阻大約為2500 的內(nèi)阻 可使用的器材有 兩個滑動變阻器R1 R2 其中一個阻值為20 另一個阻值為2000 電阻箱Rz 最大阻值為99999 9 電源E 電動勢約為1 5V 單刀開關(guān)S1和S2 C D分別為兩個滑動變阻器的滑片 圖19 1 按原理圖19將圖20中的實物連線 圖20 2 完成下列填空 R1的阻值為 填 20 或 2000 為了保護(hù)微安表 開始時將R1的滑片C滑到接近圖19中滑動變阻器的 端 填 左 或 右 對應(yīng)的位置 將R2的滑片D置于中間位置附近 將電阻箱Rz的阻值置于2500 0 接通S1 將R1的滑片置于適當(dāng)位置 再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置 最終使得接通S2前后 微安表的示數(shù)保持不變 這說明S2接通前B與D所在位置的電勢 填 相等 或 不相等 將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào) 其他條件保持不變 發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601 0 時 在接通S2前后 微安表的示數(shù)也保持不變 待測微安表的內(nèi)阻為 結(jié)果保留到個位 3 寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議 解析 1 實物連線如圖所示 2 滑動變阻器R1采用分壓式接法 為了方便調(diào)節(jié)要選擇阻值較小的滑動變阻器 為了保護(hù)微安表 開始時將R1的滑片C滑到滑動變阻器的左端對應(yīng)的位置 將電阻箱Rz的阻值置于2500 0 接通S1 將R1的滑片置于適當(dāng)位置 再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置 最終使得接通S2前后 微安表的示數(shù)保持不變 這說明S2接通前后在B D中無電流流過 可知B與D所在位置的電勢相等 3 為了提高測量精度 應(yīng)調(diào)節(jié)R1上的分壓 盡可能使微安表接近滿量程 答案 1 見解析 2 20 左 相等 2550 3 調(diào)節(jié)R1上的分壓 盡可能使微安表接近滿量程