高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)增分 專題8 測(cè)定金屬的電阻率課件

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1、恒定電流第第 八八 章章實(shí)驗(yàn)八測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)八測(cè)定金屬的電阻率考綱要求考情分析命題趨勢(shì)測(cè)定金屬的電阻率2014江蘇卷，102014山東卷，22高考對(duì)本實(shí)驗(yàn)的考查主要側(cè)重于以下三個(gè)方面：1.實(shí)驗(yàn)原理的理解(間接測(cè)量)；2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析；3.伏安法測(cè)電阻電路連接形式(電流表內(nèi)接、外接)的確定知識(shí)梳理知識(shí)梳理夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ)核心考點(diǎn)核心考點(diǎn)分層突破分層突破對(duì)應(yīng)演練對(duì)應(yīng)演練遷移運(yùn)用遷移運(yùn)用欄目導(dǎo)航 一、實(shí)驗(yàn)流程知識(shí)梳理知識(shí)梳理 夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ) 二、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對(duì)齊的游標(biāo)格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(xk

2、精確度)mm. 2螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法：固定刻度數(shù)mm可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01 mm. 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 三、誤差分析 考點(diǎn)1儀器的使用和讀數(shù) 1螺旋測(cè)微器 (1)構(gòu)造：如圖甲所示，S為固定刻度，H為可動(dòng)刻度 (2)原理：可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，螺桿P前進(jìn)或后退0.5 mm，則螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm.核心考點(diǎn)核心考點(diǎn) 分層突破分層突破 (3)讀數(shù)

3、 測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動(dòng)刻度讀出 測(cè)量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm) 如圖乙所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米，從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm. 2游標(biāo)卡尺 (1)構(gòu)造(如圖所示)：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測(cè)量爪)、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘 (2)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑 (3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成 不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它

4、的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見(jiàn)下表： (4)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(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(xk精確度) mm.刻度格數(shù)刻度格數(shù)(分度分度)刻度總長(zhǎng)度刻度總長(zhǎng)度每小格與每小格與1 mm的差值的差值精確度精確度(可準(zhǔn)確到可準(zhǔn)確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm 3常用電表的讀數(shù) 對(duì)于電壓表和電流表的讀數(shù)問(wèn)題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時(shí)電

5、表允許通過(guò)的最大電壓或電流值；然后根據(jù)表盤(pán)總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)即可 (1)03 V的電壓表和03 A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度分別是0.1 V或0.1 A，看清楚指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位 (2)對(duì)于015 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1 V. (3)對(duì)于00.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A 例1(1)如圖甲所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9 mm長(zhǎng)10等分、19 mm長(zhǎng)20等分、4

6、9 mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次為_(kāi)mm、_mm、_mm. (2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑是_mm.17.7 23.50 3.18 2.150 (3)如圖丙所示的電表使用0.6 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_(kāi)A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)中每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_(kāi)A0.02 0.44 0.1 2.20 如圖丁所示的電表使用較小量程時(shí)，每小格表示如圖丁所示的電表使用較小量程時(shí)，每小格表示_V，圖中表針，圖中表針的示數(shù)為的示數(shù)為_(kāi)V.若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤(pán)刻度每小格表示若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤(pán)刻度每小格表

7、示_V，圖中表針示數(shù)為，圖中表針示數(shù)為_(kāi)V.0.1 1.70 0.5 8.5 (4)旋鈕式電阻箱如圖戊所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為_(kāi)，今欲將接入電路的電阻改為2 087 ，最簡(jiǎn)單的操作方法是_.若用兩個(gè)這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為_(kāi).1 987 將將“1 k”旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到2，再將，再將“100”旋鈕調(diào)到零旋鈕調(diào)到零 019 998 解析(1)最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是70.1 mm0.7 mm，最后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7 mm. 中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是100.05 mm0.50 mm，最后結(jié)果是23 mm0.5

8、0 mm23.50 mm. 最下面圖讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是90.02 mm0.18 mm，最后結(jié)果是3 mm0.18 mm3.18 mm. (2)固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm. (3)使用0.6 A量程時(shí)，刻度盤(pán)上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0.44 A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A 電壓表使用3 V量程時(shí)，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時(shí)，每小格表示0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V. (4)電阻為1

9、987 ，最簡(jiǎn)單的操作方法是將“1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“100”旋鈕調(diào)到零每個(gè)電阻箱的最大阻值是9 999 ，用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可達(dá)到的最大電阻是29 999 19 998 .故用兩個(gè)這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為019 998 . 考點(diǎn)2儀器的選擇和實(shí)物電路的連接 例2實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100 m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2，查得銅的電阻率為1.7108 m，再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度 可供使用的器材有 電流表：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 ； 電壓表：量程3 V，內(nèi)阻約9 k； 滑動(dòng)

10、變阻器R1：最大阻值為5 ； 滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值為20 ； 定值電阻：R03 ；電源：電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻可不計(jì)；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 回答下列問(wèn)題 (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_(選填“R1”或“R2”)，閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑片移至_端(選填“a”或“b”) (2)在實(shí)物圖丙中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接丙丙 R2 a (3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為數(shù)為_(kāi)V.(4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為_(kāi)m.(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)2.30(2.29、2.3

11、1均正確均正確) 94(93、95均正確均正確) 考點(diǎn)3電阻的測(cè)量 方法一伏安法測(cè)電阻 例3某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 k的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表采用分壓電路接線，圖甲是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻為圖甲中的R1，其阻值約為5 .(1)測(cè)測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接接_(選填選填“a”或或“b”)、導(dǎo)線連接、導(dǎo)線連接_.(選填選填“c”或或“d”)a d 4.44.7 B 方法二等效替換法測(cè)電阻 連接電路如圖所示，R為電阻箱，Rx為待測(cè)電阻，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱R，使單刀雙擲開(kāi)關(guān)S分別接1和2時(shí)，電流表中的電流

12、示數(shù)相同，則表明RxR，即可測(cè)出Rx. 例4(2017湖北武漢模擬)某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻 (1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲和乙所示，長(zhǎng)度為_(kāi)cm，直徑為_(kāi)mm.5.05 5.316(5.3105.320) (2)按圖丙連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下： 將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最_處(選填“大”或“小”)，將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0. 將電阻箱R2的阻值調(diào)至最_(選填“大”或“小”)，S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1 280 . (3)由此可知

13、，圓柱體的電阻為_(kāi). 解析(1)游標(biāo)卡尺的精度為0.1 mm，所以L(5050.1)mm5.05 cm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d(531.60.01)mm5.316 mm. (2)為了保護(hù)電流表，在接通電路之前，要使電路中的總電阻盡可能大，然后慢慢減小電路中的電阻 為使電路電流較小，使電流表示數(shù)逐漸變大，電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大大大 大大 1 280 方法三半偏法測(cè)電表內(nèi)阻 例5電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)該表電流的兩倍某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下： 待測(cè)量電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 )，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 )，滑動(dòng)

14、變阻器R1(最大阻值100 ，額定電流2 A)，電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì))，開(kāi)關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干 (1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完成(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟：_.(3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV，與電壓表內(nèi)阻，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值的真實(shí)值RV相比，相比，RV_RV(選填選填“”“”“”或或“”)，主要理由是主要理由是_. 解析(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示 (2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最??；閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開(kāi)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(cè)得的電壓表內(nèi)阻 (3)斷開(kāi)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(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，RVRV