7-4實(shí)驗(yàn)：探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系

1、這一套實(shí)驗(yàn)資料，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的題都太多，做起來很繁，一定要精減至少一半7-4實(shí)驗(yàn)：探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系思考與討論：本實(shí)驗(yàn)的原理是怎樣的？需要哪些器材？簡述本實(shí)驗(yàn)的操作步驟?！緦?shí)驗(yàn)原理】用刻度尺測(cè)一段金屬導(dǎo)線的長度l,用螺旋測(cè)微器測(cè)導(dǎo)線的直徑d,計(jì)算 出導(dǎo)線的橫截面積s,用伏安法測(cè)導(dǎo)線的電阻r；根據(jù)電阻定律，金屬的電阻率 p=rs/l=7td2r/4lo由于該實(shí)驗(yàn)中選用的被測(cè)電阻絲的電阻鮫小，所以測(cè)量電路應(yīng)該選用伏安法中的電流表 外接法。木實(shí)驗(yàn)對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍沒有特殊要求，被測(cè)電阻又較小，因此供電電路可以選用 限流電路。【實(shí)驗(yàn)器材】電阻絲米尺螺旋測(cè)微器安培農(nóng)伏特農(nóng)直流電源滑動(dòng)變阻器 電

2、鍵-個(gè)，導(dǎo)線若干溫度計(jì)【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上多個(gè)位置、不同方向各測(cè)幾次肓徑，求出其平均值 （1.2. 檢查電表的指針是否指在零刻度線，若不是應(yīng)進(jìn)行調(diào)零。3. 確定電表量程，按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路。4. 調(diào)節(jié)變阻器滑片到使接入電路中的阻值最人的位置。5. 檢査接線是否正確，尤其是電表正負(fù)極不接反，量程妥當(dāng)，然后接通電路.6. 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，在表中記錄多組、/對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。斷開電鍵，求出導(dǎo)線電阻 斤的平均值。7. 以毫米刻度尺的不同刻度為起點(diǎn)，分別測(cè)量電阻絲的長度l,求出平均值.8. 記下實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)，作為測(cè)量電阻率時(shí)的條件。9. 實(shí)驗(yàn)完畢，整理好器材。2、在進(jìn)行

3、電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇儀器的基本原則冇哪些？儀器選擇一般應(yīng)考慮三方血的因素：（1）安全因索.如通過電源和電阻的電流超過具允許的最大電流（2）謀差因素.如選用電表量程應(yīng)考慮丿&可能減小和對(duì)課差，電壓表、電流表要盡可 能使指針接近滿刻度的雖程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的2/3左右（夠用，雖程盡雖小）；使 用歐姆表時(shí)宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率檔位.（3）便于操作.如選用滑動(dòng)變阻器應(yīng)考慮對(duì)外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求， 又便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)用到大部分電阻線，否則不便于調(diào)節(jié).典例精選：【例1】在“測(cè)定金屬的電阻率''實(shí)驗(yàn)中，以下操作中正確的是a. 用米尺量出金屬

4、絲的全長三次，算出其平均值b. 川螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出具平均值c. 用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用安培表的內(nèi)接線路，多次測(cè)雖后算出其平均值d. 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變答案：bd的銀倂絲的電阻率（電阻【例2為了測(cè)定一根長為20. 00 cm、直徑為0. 220 mm率約為1 x106qm ）,提供下列器材：a. 電動(dòng)勢(shì)為3v的直流電源一個(gè)b. 電動(dòng)勢(shì)為15v的直流電源一個(gè)c. 量程為0200 u a、內(nèi)阻約為3.7kq的電流表一個(gè)d. 量程為020 ma、內(nèi)阻約為40 q的電流表一個(gè)e. 量程為01a、內(nèi)阻約為0.4q的電流表一個(gè)f. 量程為03v、內(nèi)阻約為5kq的電壓

5、表一個(gè)g. 量程為015v、內(nèi)阻約50k q的電壓表一個(gè)h. 阻值為010q、額定電流為1a的滑動(dòng)變阻器一個(gè)1阻值為0lkq、額定電流為0. 1a的滑動(dòng)變阻器一個(gè)j.電鍵一個(gè)k.導(dǎo)線若干請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)需要，選出適當(dāng)?shù)钠鞑?；然后在方框中畫出電原理圖.答案：分壓，限流都可以，電流表外接。元件：a、e、f、h、j、k此題不好，有爭議【例3 （08江蘇省南京市4月高三調(diào)研考試）（15分）在“測(cè)定金 屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)屮，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖，用米尺測(cè)量金屬絲的長度7=0. 810m.金屬絲的電阻大約為4.先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金加材料的電阻率.（1）從圖中

6、讀出金屬絲的丙徑為丄nmi.（2）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還冇如 下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：a. 直流電源:電動(dòng)勢(shì)約4. 5v,內(nèi)阻很小;b. 電流表aw量程006a,內(nèi)阻0. 125q；c. 電流表a2：量程030a,內(nèi)阻0.025q；d. 電壓表v：量程03v,內(nèi)阻3k q；e. 滑動(dòng)變阻器用:最大阻值10q；f. 滑動(dòng)變卩ri器局 最大阻值50 q；g. 開關(guān)、導(dǎo)線等.在可供選擇的器材屮，應(yīng)該選用的電流表是丄，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是丄.（3）根據(jù)所選的器材，在答案卷的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.（4）若據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為尺=4. 1q,則這種金屬材料的電阻率為qm.（保

7、留二位有效數(shù)字）答案：(1) 0. 520 : (2 分)(2) _b_； (2 分)_f (e ? ) _；(4) 11.2x10-6 (1. 1x10-6 ?)問題：有的答案滑動(dòng)變阻器選e,有的選f,到底選哪個(gè)，為什么？電路為什么選限流不選分壓？肯定選大的變阻器。限流的話電壓表測(cè)出的電壓是變阻器的電壓，因?yàn)樽冏杵骱捅粶y(cè)電 阻并聯(lián)，電流表測(cè)電阻電路上的電流這樣直接就可以川伏安法測(cè)出電流電壓，變阻器主要就 是起保護(hù)作川在不知道被測(cè)電阻的具體電阻時(shí)盡量選擇人的變阻器。接入時(shí)應(yīng)將變阻器調(diào) 制最人時(shí)再慢慢調(diào)節(jié)不能調(diào)至最小。你可以在電流電壓穩(wěn)定時(shí)取得電壓電流數(shù)據(jù)宜接就可 以算出電阻率【例4】用伏安法測(cè)

8、量電阻阻值r,并求出電阻率p o給定電壓表（內(nèi)阻約為50kq）、電流表（內(nèi)阻約為40q）、滑線變阻器、電源、電鍵、 待測(cè)電阻（約為250q）及導(dǎo)線若干。/ma（1）畫出測(cè)量r的電路圖。（2）圖1屮的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流i、電壓u的值，試寫出根據(jù)此圖求r值的步驟：o求出的電阻值1<=o （保留3位有效數(shù)字）（3）待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用游標(biāo)為50分度的卡尺測(cè)雖其氏度與直徑,結(jié)果分別如圖2、圖3所示。由圖可知其長度為,直徑為。（4）由以上數(shù)據(jù)可求岀p=o （保留3位有效數(shù)字）答案：(1)a（2）作u-i直線，舍去左起第2點(diǎn)，其余5個(gè)點(diǎn)盡量靠近直線且均勻分布在直線 兩側(cè)。

9、求該直線的斜k,則r=ko229 q （221237 q均為正確）。（3）0.800cm 0.194cm（4）&46x102q m （& 16x10-2&76x10-2q m 均為正確）能力提升：1、為了測(cè)量一微安表頭a的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中，a。是標(biāo)準(zhǔn)電 流表，r。和r、分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，s和&分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，e是電 池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：（1）將s撥向接點(diǎn)1,接通sb調(diào)節(jié)，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)的讀數(shù)i；（2）然后將s撥向接點(diǎn)2,調(diào)節(jié)，使，記下此時(shí)心的讀數(shù)；（3）多次重復(fù)上述過程，計(jì)算r、讀數(shù)的

10、，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值。解析：（1） r。、標(biāo)準(zhǔn)電流表ao； （2） r,標(biāo)準(zhǔn)電流表au的示數(shù)為i； （3）平均值2、（01年春招北京、妥傲卷丿在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測(cè)量電阻.將實(shí) 驗(yàn)電路圖畫在方框中.為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，除你在電路中己畫出的器材外，還需要用哪些儀 器？用這些儀器測(cè)雖哪些雖？答：;計(jì)篦電阻率。的公式是p=參考答案：實(shí)驗(yàn)電路圖如圖（4分）.變阻器接成分壓電路和電流表“內(nèi)接”的都同樣給分）（電路圖中 有任何錯(cuò)謀都不給這4分）.川螺旋測(cè)微器測(cè)量金屈絲的血徑d （1分）.川米尺測(cè)金屈絲的長度t r j 2l （1分）丄（2分），式中u是電壓表測(cè)得的電壓值，/是電流表

11、4/l測(cè)得的電流值.3、（2011天津）某同學(xué)測(cè)量阻值約為25kq的電阻rx,現(xiàn)備有下列器材：a. 電流表（量程122 ua,內(nèi)阻約2k q）；b. 電流表（量程500 u a,內(nèi)阻約300 q ）；c. 電壓表（量程15v,內(nèi)阻約100kq ）；d. 電壓表（量程50v,內(nèi)阻約500kq）；e. 直流電源（20v,允許最大電流1a）；f. 滑動(dòng)變阻器（最大阻值lkq,額定功率1w）；g. 電鍵和導(dǎo)線若干。電流表應(yīng)選.電壓表應(yīng)選.（填字母代號(hào)）該同學(xué)止確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量謀差 盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問題： 電流農(nóng)應(yīng)采用內(nèi)接的方

12、法 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓器方式的接法4、（2009江蘇物理卷）有一根圓臺(tái)狀均勻質(zhì)合金棒如圖甲所示，某同學(xué)猜測(cè)其電阻的人小與該合金棒的電阻率p、長度l和兩底面肓徑d、d有關(guān)。他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量合金棒的兩底面直徑d、d和長度lo圖乙中游標(biāo)卡尺（游標(biāo)尺上冇 20個(gè)等分刻度）的讀數(shù)l=cm.（2）測(cè)量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖丙所示（相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)岀）。該合金 棒的電阻約為兒個(gè)歐姆。圖屮有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是.（川標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示）（3）改正電路后，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得合金棒的電阻r=6.72q根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為p、 長為l、宜徑分別為d和d的圓柱狀合金棒的電阻分別為

13、rd二13. 3 q、rd二3. 38 q 他發(fā)現(xiàn)： 在誤差允許范圍內(nèi)，電阻r滿足rlrcprd,由此推斷該圓臺(tái)狀合金棒的電阻（用p、l、d、d表述）（第10題圖甲）9主尺10 lllllllliuill 游標(biāo)尺0ill屮i叫10 20（第10毬圖丙ii 12 (cm)（第10題圖乙）(1) 9.940(2)4pl7idd按步驟進(jìn)行則不會(huì)出錯(cuò)。首先，確左游標(biāo)卡尺的精度為20(3)【解析】（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，分度，即為0.05mm,然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù)99.00mm,注意小數(shù)點(diǎn)后的 有效數(shù)字要與精度一樣，再從游標(biāo)尺上找出對(duì)的最齊一根刻線，精度x格數(shù) =0.05 x 8mm=0.

14、40mm ,最后兩者相加，根據(jù)題口單位要求換算為需要的數(shù)據(jù)，9900mm+040mm=9940mm=9940cm（2）木實(shí)驗(yàn)為測(cè)定一個(gè)兒歐姆的電阻，在用伏安法測(cè)量其兩端的電壓和通過電阻的電流時(shí), 因?yàn)榘才啾淼膬?nèi)阻較小，為了減小誤差，應(yīng)用安培表外接法，線的連接使用的是安培表內(nèi) 接法。（3）審題是處理本題的關(guān)鍵，弄清題意也就能夠找到處理本題的方法。根據(jù)電阻定律計(jì)算 電阻率為°、長為l、直徑分別為和d的圓柱狀合金棒的電阻分別為心=13.3q、亦=3.38而電阻r滿足心心他將心、亦帶入得r = d7idd5、（2009廣東物理卷）某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率。所川的器

15、材包括：輸出為3v的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測(cè)金屈絲、螺旋測(cè)微器 （千分尺）、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等。（1）他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個(gè)小金 屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動(dòng)。請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電路實(shí)物圖14圖14(2) 實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下： 匸確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開川電源，合上開關(guān)； 讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置； 斷開開關(guān)，合上開關(guān)，重復(fù)的操作。(3) 該小組測(cè)得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了圖15的關(guān)系圖線，其斜率為a“n?(保留三位冇效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表t的電阻之和。(4) 他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的白徑，示數(shù)如圖16所示。金屬絲的直徑是o圖15中圖線的斜率、電源電動(dòng)勢(shì)和25金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是,20其數(shù)值和單位為 (保留三位有效數(shù)字)。15【答案】電路圖如圖所示讀出接入電路中的金屬絲的長度(3) 10.4,毫安表內(nèi)阻與電阻箱？(穩(wěn)壓電源內(nèi)阻可不計(jì))(4)o.2oomm金屬絲的電阻率9