新人教版實(shí)驗(yàn)十二測(cè)定金屬絲的電阻率課件（51張）

實(shí)驗(yàn)十二測(cè)定金屬絲的電阻率必備知識(shí)·自主落實(shí)關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破必備知識(shí)·自主落實(shí)一、實(shí)驗(yàn)思路與操作電路圖與思路操作要領(lǐng)

注意事項(xiàng)(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(xiàn)對(duì)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(cè)微器的讀數(shù)：固定刻度數(shù)mm＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01mm.(3)先測(cè)直徑，再連電路：為了方便，測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量．(4)電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)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(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲溫度過(guò)高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大．

關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)考向1電流表、電壓表及電阻箱的讀數(shù)電流表、電壓表的讀數(shù)方法量程精確度讀數(shù)規(guī)則電流表0～3A0.1A電壓表0～3V0.1V電流表0～0.6A0.02A電壓表0～15V0.5V解析：(1)使用0.6A量程時(shí)，刻度盤(pán)上的每小格為0.02A，表針示數(shù)為0.44A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，每小格為0.1A，表針示數(shù)為2.20A.(2)電壓表使用3V量程時(shí)，每小格表示0.1V，表針示數(shù)為1.70V；使用15V量程時(shí)，每小格為0.5V，表針示數(shù)為8.5V．2．(1)有一金屬材料制成的圓柱形物體，當(dāng)用游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)它的截面直徑d時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，則d＝________mm.然后利用伏安法測(cè)量該物體的電阻，此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙、丙所示，則金屬物體兩端的電壓為U＝________V，流過(guò)該物體的電流為I＝________A．解析：游標(biāo)卡尺主尺上讀的毫米數(shù)為30mm，游標(biāo)尺上第10條刻度線(xiàn)與主尺某刻度線(xiàn)對(duì)齊，由于游標(biāo)尺是20分度的，所以讀數(shù)為30mm＋×10mm＝30.50mm.電壓表選用0～3V量程，分度為0.1V，所以讀數(shù)為2.25V；電流表選用0～0.6A量程，分度為0.02A，所以讀數(shù)為0.42A.(2)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖丁所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_(kāi)_______mm，合金絲的直徑為_(kāi)_______mm.解析：校零時(shí)的讀數(shù)為0＋×0.01mm＝0.005mm.合金絲的直徑為0.645mm－0.005mm＝0.640mm(在0.638mm～0.642mm都算對(duì))．考向2儀器的選擇和電路的設(shè)計(jì)1.電流表內(nèi)、外接法的選擇

內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測(cè)＝Ux＋UA電壓表分流I測(cè)＝Ix＋I(xiàn)V電阻測(cè)量值適用條件RARxRVRx適用于測(cè)量大阻值電阻小阻值電阻2．滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式例1某實(shí)驗(yàn)小組欲采用伏安法測(cè)量未知電阻Rx(阻值約為10Ω)的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了電源E(電動(dòng)勢(shì)為12V)，電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約為幾千歐姆)，電流表A1(量程為600mA，內(nèi)阻約為幾歐姆)，電流表A2(量程為300mA，內(nèi)阻約為幾歐姆)，滑動(dòng)變阻器R，開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)若干．

甲小于A(yíng)2A1

考向3測(cè)量金屬絲的電阻率例2利用一段阻值約為5Ω的康銅電阻絲，測(cè)定康銅材料的電阻率．(1)如圖，用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑，其讀數(shù)為_(kāi)_______mm；解析：電阻絲直徑為d＝0.01mm×＝0.218mm.(2)現(xiàn)有電源(3V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0～20Ω，額定電流2A)，開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干，電流表和電壓表均有兩個(gè)量程：電流表：0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω；0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω電壓表：0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；0～15V，內(nèi)阻約15kΩ為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中電流表量程應(yīng)選用0～________A，電壓表量程應(yīng)選用0～______V；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖中的________(選填“甲”或“乙”)；3甲

(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得以下數(shù)據(jù)：電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，電阻絲長(zhǎng)度為l、直徑為d，則電阻率表達(dá)式為ρ＝________；(4)圖為實(shí)驗(yàn)所用的電流表和電壓表的表頭，可認(rèn)為其誤差為最小刻度的一半．金屬材料的電阻率與溫度有關(guān)，關(guān)系式為ρ＝(1＋at)ρ0.其中，a稱(chēng)為溫度系數(shù)，t為攝氏溫度，ρ0為該金屬0℃時(shí)的電阻率，康銅的溫度系數(shù)a＝×10－5

℃－1由此可以判斷，對(duì)康銅電阻率測(cè)量值影響更大的是_____________．(選填“電表讀數(shù)誤差”或“溫度”)

電表讀數(shù)誤差

針

對(duì)

訓(xùn)

練3.某興趣小組想探究某金屬合金在室溫下的電阻率，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，R為待測(cè)金屬電阻絲，其橫截面積為S＝0.30mm2.實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)閉合開(kāi)關(guān)S1，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2扳到“a”位置，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使電流表為某一適當(dāng)?shù)氖緮?shù)，用毫米刻度尺測(cè)量并記下電阻絲R接入電路的有效長(zhǎng)度L，某次測(cè)量結(jié)果如圖乙，從圖乙上讀出測(cè)量結(jié)果，L＝________mm；(2)保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置不變，將開(kāi)關(guān)S2扳到“b”位置，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表的示數(shù)與開(kāi)關(guān)S2位于“a”位置時(shí)的相同，記下此時(shí)電阻箱的示數(shù)R0，則對(duì)應(yīng)的電阻絲的阻值為_(kāi)_______；(3)移動(dòng)電阻絲上的滑動(dòng)觸頭，重復(fù)(1)(2)步驟，得到多組R、L數(shù)據(jù)，畫(huà)出的R－L圖線(xiàn)如圖丙所示，則該電阻絲在室溫下的電阻率ρ＝________Ω·m(結(jié)果保留1位小數(shù))．

R0

×10－6

考點(diǎn)二探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考向1電壓表和電流表的靈活用法(1)若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來(lái)使用．(2)若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來(lái)使用．例3如圖甲所示是測(cè)量阻值約為十幾歐的未知電阻Rx的原理圖，R是電阻箱(0～99.9Ω)，R0是滑動(dòng)變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻r＝5Ω)．具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：①連接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)S；②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0和電阻箱R，使A2示數(shù)為I2＝0.20A，記下此時(shí)電阻箱阻值R和A1示數(shù)I1；③重復(fù)步驟②，且保持A2示數(shù)仍為I2＝0.20A，測(cè)量多組R和I1值；④將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)處理后，最后作出了如圖乙所示的圖像．根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問(wèn)題：(1)現(xiàn)有四只供選用的電流表：A．電流表(0～3mA，內(nèi)阻為2.0Ω)B．電流表(0～3mA，內(nèi)阻未知)C．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻為10Ω)D．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻未知)請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程判斷A1應(yīng)選用________，A2應(yīng)選用________．(填寫(xiě)選項(xiàng)字母)(2)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出Rx＝__________Ω，電流表A1的內(nèi)阻RA1＝__________Ω.(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)DC1110

考向2測(cè)量電阻最有特色的測(cè)量方法——半偏法半偏法是一種科學(xué)巧妙的測(cè)定電表內(nèi)阻的方法，常見(jiàn)的有半偏電流法和半偏電壓法．半偏電流法是利用電流表指針半偏來(lái)測(cè)定電流表內(nèi)阻的方法；半偏電壓法是利用電壓表指針半偏來(lái)測(cè)定電壓表內(nèi)阻的方法．其實(shí)驗(yàn)電路圖及操作步驟如下表所示：

電路圖操作步驟測(cè)量電流表內(nèi)阻(R0RA)測(cè)量電壓表內(nèi)阻(電源內(nèi)阻不計(jì))例4[2023·廣西南寧一模]有一電流表A，量程為0～1mA，內(nèi)阻rg約為100Ω，要求測(cè)量其內(nèi)阻．可選用的器材有：電阻箱R0，最大阻值為99999.9Ω；滑動(dòng)變阻器甲，最大阻值為10kΩ；滑動(dòng)變阻器乙，最大阻值為2kΩ；電源E1，電動(dòng)勢(shì)約為2V，內(nèi)阻不計(jì)；電源E2，電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻不計(jì)；開(kāi)關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干．采用的測(cè)量電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．?dāng)嚅_(kāi)S1和S2，將R調(diào)到最大；b．合上S1，調(diào)節(jié)R使電流表A指針滿(mǎn)偏；c．合上S2，調(diào)節(jié)R1使電流表A指針半偏，此時(shí)可以認(rèn)為電流表A的內(nèi)阻rg＝R1.請(qǐng)問(wèn)：(1)上述可供選擇的器材中，可變電阻R1應(yīng)該選擇______；為了使測(cè)量盡量精確，可變電阻R應(yīng)該選擇______________；電源E應(yīng)該選擇________．(2)認(rèn)為電流表A的內(nèi)阻rg＝R1，得到的結(jié)果與真實(shí)值相比________．(填“偏大”“偏小”或“相等”)R0滑動(dòng)變阻器甲E2偏小

例5[2023·武漢模擬]電學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常需要測(cè)量電阻的阻值．(1)測(cè)電阻的方法有很多種，現(xiàn)在提供一只標(biāo)有“220V

40W”的燈泡，它正常工作時(shí)的電阻為_(kāi)_______Ω.若用多用電表歐姆擋來(lái)測(cè)量這只燈泡的電阻，則測(cè)出的電阻值________(選填“大于”“等于”或“小于”)燈泡正常工作時(shí)的電阻值．1210小于

(2)用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量該燈泡正常工作時(shí)的電阻值．A．220V交流電源B．單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)C．電阻箱一個(gè)(0～999.9Ω，額定電流0.5A)D．定值電阻一個(gè)(0.5kΩ，額定電流0.3A)E．交流電流表一個(gè)(0～0.3A)請(qǐng)?jiān)谔摼€(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出電路原理圖．解析：應(yīng)用等效法．因電阻箱的最大阻值小于燈泡正常工作的電阻值，故應(yīng)串聯(lián)一定值電阻，電路原理圖如圖所示．(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接A端時(shí)，該電流表的量程為0～________mA.(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接B端時(shí)，該電流表的量程比接在A(yíng)端時(shí)________(填“大”或“小”)．(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測(cè)量未知電阻Rx的阻值，設(shè)計(jì)了圖(b)中兩個(gè)電路．不考慮實(shí)驗(yàn)操作中的偶然誤差，則使用________(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差．1大乙

針

對(duì)

訓(xùn)

練4.[2022·浙江6月](1)探究滑動(dòng)變阻器的分壓特性，采用圖1所示的電路，探究滑片P從A移到B的過(guò)程中，負(fù)載電阻R兩端的電壓變化．①圖2為實(shí)驗(yàn)器材部分連線(xiàn)圖，還需要__________(選填af、bf、fd、fc、ce或cg)連線(xiàn)(多選)．②圖3所示電壓表的示數(shù)為_(kāi)_______V.af、fd、ce解析：(1)①由電路圖可知，應(yīng)將電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端，又由圖2可知電源是兩節(jié)干電池，因此電壓表的量程應(yīng)選擇3V，即連接af；由于滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因此滑動(dòng)變阻器的接線(xiàn)柱c與開(kāi)關(guān)的接線(xiàn)柱e相連，即連接ce；電阻箱的接線(xiàn)柱f應(yīng)連接在滑動(dòng)變阻器上側(cè)的一個(gè)接線(xiàn)柱上，即連接df；②由圖3可知電壓表的讀數(shù)為1.50V；

ⅡR0<R解析：③在x相同的條件下，電阻箱的阻值越大，電阻箱與滑動(dòng)變阻器AP部分并聯(lián)的電阻值越接近AP部分的真實(shí)阻值，電壓表的示數(shù)越大，因此當(dāng)R＝100Ω時(shí)，分壓特性曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)圖4中的Ⅱ，由以上分析可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值越小，圖線(xiàn)越接近直線(xiàn)，因此選擇的依據(jù)為R0<R.(2)兩個(gè)相同的電流表G1和G2如圖5所示連接，晃動(dòng)G1表，當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，靜止的G2表的指針也向左偏轉(zhuǎn)，原因是________(多選)．A．兩表都是“發(fā)電機(jī)”