2022年(老高考)人教版物理一轮复习课件:实验10 测定金属丝的电阻率.pptx
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1、第八章 恒定电流恒定电流 实验十 测定金属丝的电阻率 1 实验知识自主回顾 2 核心考点重点突破 3 2年高考1年模拟 1 实验知识自主回顾 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 1实验原理实验原理(如图所示如图所示) 由由R l S 得得_,因此,只要测出金属丝的,因此,只要测出金属丝的_、横截面、横截面 积积S和金属丝的电阻和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率,即可求出金属丝的电阻率。 长度长度l 甲甲 乙乙 RS l 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 2实验器材实验器材 被测金属丝被测金属丝,直流电源直流电源(4 V),电流表电流表(00.6 A),电压表
2、电压表(03 V), 滑动变阻器滑动变阻器(050 ),开关开关,导线若干导线若干,_,毫米刻度毫米刻度 尺尺。 3实验步骤实验步骤 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求求 出其平均值出其平均值d。 (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路连接好用伏安法测电阻的实验电路。 螺旋测微器螺旋测微器 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测反复测 量三次量三次,求出其平均值求出其平均值l。 (4)把滑动变阻器
3、的滑片调节到使接入电路中的电阻值把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值_的位的位 置置。 (5)闭合开关闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流读出几组相应的电流 表表、电压表的示数电压表的示数I、U的值的值,记录在表格内记录在表格内。 (6)将测得的将测得的Rx、l、d值值,代入公式代入公式R_和和S_中中,计算计算 出金属丝的电阻率出金属丝的电阻率。 最大最大 l S d2 4 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 4数据处理数据处理 (1)在求在求Rx的平均值时可用两种方法的平均值时可用两种方法 用用RxU I 分别算出各次的数值,
4、再取平均值。分别算出各次的数值,再取平均值。 用用UI图线的斜率求出。图线的斜率求出。 (2)计算电阻率计算电阻率 将记录的数据将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式的值代入电阻率计算公式RxS l _。 d2U 4Il 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 5误差分析误差分析 (1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差直径的测量是产生误差 的主要来源之一的主要来源之一。 (2)采用伏安法测量金属丝的电阻时采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法由于采用的是电流表外接法, 测量值测量值_真实值真实值,使电阻
5、率的测量值使电阻率的测量值_。 (3)金属丝的长度测量金属丝的长度测量、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由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变会使金属丝的电阻率变_,造造 成测量误差成测量误差。 小于小于 偏小偏小 大大 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 6注意事项注意事项 (1)本实验中被测金属丝的电阻值较小本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流因此实验电路一般采用电流 表表_。 (2)实验连线时实验连线时,应先从电源的正极出发应先从电源的正极出发,依次将电源依次将电源、开关开
6、关、电流电流 表表、被测金属丝被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路滑动变阻器连成主干线路,然后再把电压表并联在被然后再把电压表并联在被 测金属丝的两端测金属丝的两端。 (3)测量被测金属丝的有效长度测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两是指测量被测金属丝接入电路的两 个端点之间的长度个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的被测金属丝长度亦即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应测量时应 将金属丝拉直将金属丝拉直,反复测量三次反复测量三次,求其平均值求其平均值。 外接法外接法 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量测金属丝
7、直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值求其平均值。 (5)闭合开关之前闭合开关之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值 _的位置的位置。 (6)在用伏安法测电阻时在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流不宜过大通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表电流表 用用00.6 A量程量程),通电时间不宜过长通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高以免金属丝的温度明显升高,造造 成其电阻率在实验过程中逐渐增大成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 (7)若采用图像法求电阻阻值的平均值若采用图像法求电阻阻值的平均值,在描点时在描点时,要尽量使各点间要尽量使各点间
8、的距离拉大一些的距离拉大一些,连线时要尽可能地通过较多的点连线时要尽可能地通过较多的点,其余各点均匀分布其余各点均匀分布 在直线的两侧在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 最大最大 2 核心考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (2019 江苏卷江苏卷,11)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电某同学测量一段长度已知的电阻丝的电 阻率阻率。实验操作如下:实验操作如下: (1)螺旋测微器如甲图所示螺旋测微器如甲图所示。在测量电阻丝的直径时在测量电阻丝的直径时,先将电阻丝轻先将电阻丝轻 轻地夹在测砧与测微螺杆之间轻地夹在测砧与测微
9、螺杆之间,再旋动再旋动_(选填选填“A”“B”或或“C”),直到直到 听到听到“喀喀喀喀”的声音的声音,以保证压力适当以保证压力适当,同时同时防防 止止螺旋测微器的损坏螺旋测微器的损坏。 考点一考点一 教材原型实验教材原型实验 例例1 甲甲 C 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (2)选择电阻丝的选择电阻丝的_(选填选填“同一同一”或或“不同不同”)位置进行多次测位置进行多次测 量量,取其平均值作为电阻丝的直径取其平均值作为电阻丝的直径。 (3)图乙中图乙中Rx为待测电阻丝为待测电阻丝。 请请用笔画线代替导线用笔画线代替导线,将滑动将滑动变变 阻阻器接入图丙实物电路中的器接入图
10、丙实物电路中的正确正确 位置位置。 不同不同 乙乙 丙丙 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 答案答案 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 请根据表中的数据请根据表中的数据,在方格纸在方格纸 上作出上作出U2-I2图像图像。 (4)为测量为测量Rx,利用乙图所示的电路,调节滑动变阻器测得,利用乙图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压组电压 U1和电流和电流I1的值,作出的的值,作出的U1-I1关系图像如图丁所示。接着,将电压表改关系图像如图丁所示。接着,将电压表改 接在接在a、b两端,测得两端,测得5组电压组电压U2和电流和电流I2的值,数据见下表:的值,数据见下
11、表: U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 丁丁 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 答案答案 (5)由此由此,可求得电阻丝的可求得电阻丝的Rx_。根根 据电阻定律可得到电阻丝的电阻率据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 23.5(23.024.0都算对都算对) 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 解析解析 (1)旋转微调旋钮旋转微调旋钮C。 (2)电阻丝的粗细不一定均匀电阻丝的粗细不一定均匀,为保证测量结果准确为保证测量结果准确,应在不同位置应在不同位置 测直径测直径,然后取平均值作
12、为测量值然后取平均值作为测量值。 (3)滑动变阻器采用分压式接入电路滑动变阻器采用分压式接入电路,注意线不能交叉注意线不能交叉,如答案图所如答案图所 示示。 (4)将所给的将所给的5组数据标注在组数据标注在U-I图像中图像中,用过原点的直线把它们连在用过原点的直线把它们连在 一起一起,让尽可能多的点在直线上让尽可能多的点在直线上。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (5)由题意知:由题意知: U1 I1 RxRAR0,由,由U1-I1图线的斜率可得图线的斜率可得U1 I1 49.0 。 U2 I2 RAR0,由作出的,由作出的U2-I2图线的斜率可得图线的斜率可得U2 I2 2
13、5.5 。 故故Rx(49.025.5) 23.5 。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 变式训练变式训练1(2021 重庆一中期末重庆一中期末)小明同学想测量某段铜导线的小明同学想测量某段铜导线的 电阻率电阻率,进行了如下实验进行了如下实验。 (1)如图甲所示如图甲所示,采用绕线法用毫米刻度尺测得采用绕线法用毫米刻度尺测得10匝铜导线直径和为匝铜导线直径和为 _ cm。 1.25 甲甲 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (2)现取长度为现取长度为L100 m的一捆铜导线的一捆铜导线,欲测其电阻欲测其电阻,在实验前在实验前,事事 先了解到铜的电阻率很小先了解到铜
14、的电阻率很小,在用伏安法测量其电阻时在用伏安法测量其电阻时,设计了如图乙所设计了如图乙所 示的电路示的电路,则电压表的另一端应接则电压表的另一端应接_(填填“a”或或“b”),测量得电压表示测量得电压表示 数为数为4.50 V,而电流表选择而电流表选择03.0 A量程量程,其读数如图丙所示其读数如图丙所示,则其读数则其读数 为为_ A,可得铜的电阻率可得铜的电阻率为为_ m(计算结果保留两计算结果保留两 位有效数字位有效数字)。 a 2.50 2.210 8 乙乙 丙丙 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 小明参考课本上的信息小明参考课本上的信息(如图丁所示如图丁所示),发现计算
15、得到的电阻率与表中所发现计算得到的电阻率与表中所 给出的数据有一些偏差给出的数据有一些偏差,但是实验的操作已经十分规范但是实验的操作已经十分规范,测量使用的电测量使用的电 表也已尽可能校验准确表也已尽可能校验准确,请写出一条你认为造成这种偏差的可能原因是请写出一条你认为造成这种偏差的可能原因是 _。 电流较大电流较大,实验过程中铜导线的温度明显超过了实验过程中铜导线的温度明显超过了20 几种导体材料在几种导体材料在20 时的电阻率时的电阻率 材料材料 /m 材料材料 /m 银银 1.6 10 8 铁铁 1.0 10 7 铜铜 1.7 10 8 锰铜合金 锰铜合金 4.4 10 7 铝铝 2.9
16、 10 8 镍铜合金 镍铜合金 5.0 10 7 钨钨 5.3 10 8 镍铬合金 镍铬合金 1.0 10 6 丁丁 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 解析解析 (1)由题图甲所示刻度尺可知,其分度值为由题图甲所示刻度尺可知,其分度值为1 mm,则,则10匝匝 铜导线的总直径为铜导线的总直径为d11.25 cm10.00 cm1.25 cm。 (2)由题意可知,电压表内阻由题意可知,电压表内阻远大于铜线电阻,则电流表应采用外接远大于铜线电阻,则电流表应采用外接 法,电压表的另一端应接法,电压表的另一端应接a;电流表的量程为;电流表的量程为03.0 A,由题图丙可知,由题图丙可知
17、, 其分度值为其分度值为0.1 A,示数,示数I2.50 A;铜线的电阻为;铜线的电阻为R U I 4.50 2.50 1.8 ,由电阻定律得,由电阻定律得R L S L d 20 2 ,整理得,整理得 Rd2 400L ,代入数据解得,代入数据解得 2.210 8 m;铜线的电阻率受温度影响,随温度 ;铜线的电阻率受温度影响,随温度升高而增大,实升高而增大,实 验误差可能是由电流较大,实验过程中铜导线的温度明显超过了验误差可能是由电流较大,实验过程中铜导线的温度明显超过了20 造成的。造成的。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (2020 河北承德一中期中河北承德一中期中)(
18、1)某同学在实验室测定金属丝电阻某同学在实验室测定金属丝电阻 率的实验中率的实验中,用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,可知其长度为可知其长度为 _;如图乙所示;如图乙所示,用螺旋测微器测金属丝的直径用螺旋测微器测金属丝的直径,测量值为测量值为 _ mm。 考点二考点二 实验拓展创新实验拓展创新 例例2 101.50 mm 10.501(10.50010.502) 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 返回导航 (2)影响材料电阻率的因素很影响材料电阻率的因素很 多多,一般情况下金属材料的电阻率随一般情况下金属材料的电阻率随 温度的升高而增大温度的升高而
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