2019年高考物理大一轮复习-实验08-测定金属的电阻率-新人教版.ppt

恒定电流恒定电流第第 八八 章章实验八测定金属的电阻率实验八测定金属的电阻率0202实 验 能 力0303实 验 创 新栏目导航0101实 验 基 础0404模 拟 演 练0101实 验 基 础一、实验目的一、实验目的1掌掌握握电电流流表表、电电压压表表和和滑滑动动变变阻阻器器的的使使用用方方法法及及电电流流表表和和电电压压表表的的读读数数方方法；法；2掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法；掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法；3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率二、实验原理二、实验原理2电电路路连连接接：按按如如图图所所示示的的原原理理电电路路图图连连接接好好用用伏伏安安法法测测电阻的实验电路电阻的实验电路3长长度度测测量量：用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量接接入入电电路路中中的的被被测测金金属属导导线的有效长度，反复测量线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值次，求出其平均值l.4U、I测测量量：把把滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片调调节节到到使使接接入入电电路路中中的的电电阻阻值值最最大大的的位位置置，电电路路经经检检查查确确认认无无误误后后，闭闭合合开开关关S，改改变变滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片的的位位置置，读读出出几几组组相相应应的的电电流流表表、电电压压表表的的示示数数I和和U的值，记入表格内，断开开关的值，记入表格内，断开开关S.5拆去实验线路，整理好实验器材拆去实验线路，整理好实验器材(3)若若实实验验所所用用的的电电流流表表内内阻阻的的准准确确值值RA是是已已知知的的，那那么么准准确确测测量量金金属属丝丝电电阻阻Rx的的最最佳佳电电路路应应是是图图丁丁中中的的_电电路路(填填电电路路图图下下的的字字母母代代号号)此此时时测测得得电电流流为为I、电电压压为为U，则则金金属属丝丝电电阻阻Rx_(用用题题中字母代号表示中字母代号表示)解解析析：(1)螺螺旋旋测测微微器器先先读读固固定定部部分分为为0.5 mm，可可动动部部分分可可估估读读为为38.00.01 mm0.380 mm，故故总总示示数数为为：(0.50.380)mm0.880 mm；电电流流表表量量程程为为0.6 A，则则最最小小刻刻度度为为0.02，指指针针所所示示为为0.42 A；电电流流表表量量程程为为3 V，最最小小刻刻度度为为0.1 V，则则读读数数为为2.25 V.(2)因因电电源源不不能能在在大大功功率率下下长长时时间间运运行行，则则本本实实验验应应采采用用限限流流接接法法；同同时时电电压压表表内内阻阻较较大大，由由以以上上读读数数可可知知，待待测测电电阻阻的的内内阻阻约约为为5，故故采采用用电电流流表表外外接接法法误误差差较较小小，故故选选A；在在实实验验中中电电压压表表示示数数准准确确，但但电电流流测测量量的的是是干干路路电电流流，故故电电流流表表示示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小0202实 验 能 力二、误差分析二、误差分析1金金属属丝丝的的横横截截面面积积是是利利用用直直径径计计算算而而得得，直直径径的的测测量量是是产产生生误误差差的的主主要要来来源之一源之一2采采用用伏伏安安法法测测量量金金属属丝丝的的电电阻阻时时，由由于于采采用用的的是是电电流流表表外外接接法法，测测量量值值小小于真实值，使电阻率的测量值偏小于真实值，使电阻率的测量值偏小3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差三、注意事项三、注意事项1先先测测直直径径，再再连连电电路路：为为了了方方便便，测测量量直直径径时时应应在在金金属属丝丝连连入入电电路路之之前前测测量量2电流表外接法：电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法3电电流流控控制制：电电流流不不宜宜过过大大，通通电电时时间间不不宜宜过过长长，以以免免金金属属丝丝温温度度过过高高，导导致电阻率在实验过程中变大致电阻率在实验过程中变大0303实 验 创 新方法方法1伏安法测电阻伏安法测电阻伏伏安安法法测测电电阻阻是是电电学学实实验验的的基基础础，是是高高考考考考查查的的热热点点，也也是是难难点点它它渗渗透透在在电电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等特特点点：大大内内小小外外(内内接接法法测测量量值值偏偏大大，测测大大电电阻阻时时应应用用内内接接法法测测量量，测测小小电电阻阻时时应采用外接法测量应采用外接法测量)方法方法3安安法测电阻安安法测电阻(电流表的灵活选用电流表的灵活选用)若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用要求实验中尽可能准确地测量要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：的阻值，请回答下列问题：(1)为为了了测测量量待待测测电电阻阻两两端端的的电电压压，可可以以将将电电流流表表_(填填写写器器材材代代号号)与与电电阻阻箱箱串串联联，并并将将电电阻阻箱箱阻阻值值调调到到_，这这样样可可以以改改装装成成一一个个量量程程为为3.0 V的的电电压表压表(2)在图中画出完整测量在图中画出完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号阻值的电路图，并在图中标明器材代号(3)调调节节滑滑动动变变阻阻器器R1，两两表表的的示示数数如如图图所所示示，可可读读出出电电流流表表A1的的示示数数是是_mA，电流表，电流表A2的示数是的示数是_A，测得待测电阻，测得待测电阻Rx的阻值是的阻值是_.(1)虚虚线线框框内内为为该该同同学学设设计计的的测测量量电电压压表表内内阻阻的的电电路路图图的的一一部部分分，将将电电路路图图补补充充完整完整(2)根据设计的电路，写出实验步骤：根据设计的电路，写出实验步骤：_.(3)将将这这种种方方法法测测出出的的电电压压表表内内阻阻记记为为RV，与与电电压压表表内内阻阻的的真真实实值值RV相相比比，RV_RV(填填“”、“”或或“断断开开S2，调调节节电电阻阻箱箱使使电电压压表表成成半半偏偏状状态态，电电压压表表所所在在支支路路总总电电阻阻增增大大，分分得得的的电电压压也也增增大大；此此时时R0两两端端的的电电压大于电压表的半偏电压，故压大于电压表的半偏电压，故RVRV方法方法5“电桥电桥”法测电阻法测电阻在在ab间间接接一一灵灵敏敏电电流流计计如如图图所所示示，当当其其读读数数为为零零时时即即Uab0，相相当当于于ab间间断断路路，此此时时ab,则则有有IR1IR3，IR2IR4，两两式式相相除除得得R1/R2R3/R4即即R1R4R2R3 此此时时交交叉叉电电阻阻的的乘乘积积相相等等，所所以以知知道道其其中中任任意意三三个个电电阻阻就就可可以以求求出出第第四四个个电电阻阻的的阻阻值值(1)按原理图按原理图(a)将图将图(b)中的实物连线中的实物连线(2)完成下列填空：完成下列填空：R1的阻值为的阻值为_(填填“20”或或“2 000”)为为了了保保护护微微安安表表，开开始始时时将将R1的的滑滑片片C滑滑到到接接近近图图(a)中中滑滑动动变变阻阻器器的的_端端(填填“左左”或或“右右”)对应的位置；将对应的位置；将R2的滑片的滑片D置于中间位置附近置于中间位置附近将将电电阻阻箱箱Rz的的阻阻值值置置于于2 500.0，接接通通S1.将将R1的的滑滑片片置置于于适适当当位位置置，再再反反复复调调节节R2的的滑滑片片D的的位位置置最最终终使使得得接接通通S2前前后后，微微安安表表的的示示数数保保持持不不变变，这这说说明明S2接通前接通前B与与D所在位置的电势所在位置的电势_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)将将电电阻阻箱箱Rz和和微微安安表表位位置置对对调调，其其他他条条件件保保持持不不变变，发发现现将将Rz的的阻阻值值置置于于2 601.0 时时，在在接接通通S2前前后后，微微安安表表的的示示数数也也保保持持不不变变待待测测微微安表的内阻为安表的内阻为_(结果保留到个位结果保留到个位)(3)写写出出一一条条提提高高测测量量微微安安表表内内阻阻精精度度的的建建议议：_.解解析析：(1)根根据据原原理理图图(a)，将将图图(b)中中的的实实物物连连线如图所示线如图所示(2)滑滑动动变变阻阻器器R1在在实实验验中中为为控控制制电电路路，且且为为分分压压接接法法，应应选选总总阻阻值值小小的的滑滑动动变阻器，故变阻器，故R1的阻值为的阻值为20.为为了了保保护护微微安安表表，S1闭闭合合时时，微微安安表表上上的的电电压压为为零零，故故开开始始时时应应将将R1的的滑滑片片C滑到滑动变阻器的左端滑到滑动变阻器的左端接接通通S2前前后后，微微安安表表的的示示数数保保持持不不变变，说说明明S2闭闭合合后后，没没有有电电流流流流过过S2，故故B、D两点的电势相等两点的电势相等