北京专用2019版高考物理一轮复习第十章恒定电流第3讲实验测定金属的电阻率实验描绘小灯泡的伏安特性曲线课件.ppt

1、第3讲实验：测定金属的电阻率实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线,知识梳理?一、测定金属的电阻率实验原理?实验方法伏安法,实验步骤?数据处理,二、描绘小灯泡的伏安特性曲线实验原理?实验步骤数据处理,1.为探究小灯泡L的伏安特性,连好图甲所示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图像应是图乙中的?()? 甲,乙,答案C小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高,导致电阻R增大。只有C选项对。,C,2.在“测定金属丝电阻率”实验中,若金属丝的电阻Rx约为3 ,为尽可能减小误差,要求金属丝发热功率 P0.75 W。

2、(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时,可估读到0.001mm,用毫米刻度尺测量导线长度时,可估读到0.1mm。(2)下述器材中应选用的是 ABDG 。(用字母代替)A.6 V电池组B.电流表(00.6 A,内阻0.5 )C.电流表(03 A,内阻0.01 )D.电压表(03 V,内阻1 k)E.电压表(015 V,内阻5 k)F.滑动变阻器(0100 ,额定电流1 A),G.滑动变阻器(020 ,额定电流1 A),(3)在框内画出电路图。(4)在下图中,将各器材连成实验电路。,答案(1)0.0010.1(2)ABDG(3)(4)图见解析,解析(1)螺旋测微器读数时可估读到0.001 mm;毫

3、米刻度尺读数时估读到分度值的下一位,即 0.1 mm。(2)P0.75 W,Rx3 ,所以金属丝两端的电压应小于? V=1.5 V,故电压表应选D;流过的电流应小于? A=0.5 A,故电流表应选B;滑动变阻器从方便调节角度考虑选G;应选用6 V电池组A。(3)如图所示,(4)如图所示,深化拓展,考点一螺旋测微器,考点二伏安法测电阻,考点三描绘伏安特性曲线应注意的事项,深化拓展考点一螺旋测微器1.构造如图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上。旋钮D、微调旋钮D 和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上。,2.原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为

4、 0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。,3.读数测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出。测量值(mm)=固定刻度读数(mm)(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻度数(估读一位)0.01(mm)。螺旋测微器需要估读。,1-1某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d,示数如图所示。由图可读出l=2.25cm,d=6.860mm。游标卡尺精确到0.1mm,

5、螺旋测微器精确到0.01mm。,答案2.256.8600.1 mm0.01 mm,解析游标卡尺的读数为l=22 mm+0.15 mm=22.5 mm=2.25 cm。对螺旋测微器:它精确到0.01 mm,固定尺刻度读数为6.5 mm,可动刻度数估读一位,可动刻度读数为36.00.01 mm=0.360 mm,所以螺旋测微器的读数为d=6.5 mm+36.00.01 mm=6.860 mm。,1-2(1)用螺旋测微器测一金属丝的直径,示数如图甲所示。由图可读出金属丝的直径为1.555mm。(2)现用50分度的游标卡尺的A(填图乙中的“A”或“B”)测量爪,测定某圆筒的内径,游标卡尺的示数如图乙,

6、可读出圆筒的内径为11.14mm。,甲 乙,答案(1)1.555(2)A11.14,解析(1)螺旋测微器的精确度为 0.01 mm,固定刻度读数是1.5 mm,可动刻度数值是5.50.01 mm,则金属丝直径为1.5 mm+5.50.01 mm=1.555 mm。(2)使用内测量爪A测量圆筒内径,50分度游标卡尺精确度是0.02 mm,主尺读数是 11 mm,游标尺上第7格与主尺刻度对齐,内径为 11 mm+70.02 mm=11.14 mm。,考点二伏安法测电阻1.两种电路的比较,2.伏安法测电阻的电路选择(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较,若Rx较小,宜采

7、用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。(2)临界值计算法:Rx? 时,用电流表内接法。,(3)实验试探法:按图接好电路,让电压表的接线端P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表示数有较大的变化,而电压表示数变化不大,可采用电流表内接法。,3.滑动变阻器的两种接法,4.常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。(1)03 V量程的电压表和03 A量程的电流表读数方法相同,此量程下的

8、精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)对于015 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。(3)对于00.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。,2-12017北京朝阳二模,21(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为5 ),随后将其固定在带有刻度尺的木板上,准备进一步精确测量其电阻。现有电源(电动势E为3.0 V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器

9、材: A.电流表(量程03 A,内阻约0.025 )B.电流表(量程00.6 A,内阻约0.125 )C.电压表(量程03 V,内阻约3 k)D.滑动变阻器(020 ,额定电流2 A)E.滑动变阻器(0100 ,额定电流1 A)为减小误差,且便于操作,在实验中电流表应选B,滑动变阻器应选D(选填器材前的字母)。,如图甲所示,是测量该电阻丝电阻的实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,还有两根导线没有连接,请补充完整。?甲在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最左(选填“左”或,“右”)端;闭合开关后,实验中电压表读数的最小值大于零(选填“大于零”或“等于零”)。若不计实验中的偶然误差,则下列说

10、法正确的是BC。A.测量值偏大,产生系统误差的主要原因是电流表分压B.测量值偏小,产生系统误差的主要原因是电压表分流 C.若已知电压表的内阻,可计算出待测电阻的真实值D.若已知电流表的内阻,可计算出待测电阻的真实值小鹏同学仍用上述电源,也设计了一个实验,电路如图乙所示,R为保护电阻,已测出电阻丝的横截面积为S,用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动,可改变接入电路中电阻丝的长度L,实验中记录了几组不同长度L对应的电流I。他准备利用图像法处理数据来计算该电阻丝的电,阻率。,乙请分析说明小鹏同学应该作出怎样的线性函数图像,并定性画出该图像;请指出在本实验中电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果有无

11、影响。,答案BD如图所示?左大于零BC,见解析,解析通过电阻丝的最大电流约为Im=?=? A=0.6 A,为减小读数误差,电流表应选B;为方便调节,滑动变阻器应选D。本题中电压表内阻远大于待测电阻丝电阻,其分流作用可忽略,故选用电流表外接法可较准确测量电阻丝的阻值。为保证实验电路安全,开关闭合前应使变阻器接入电路的阻值最大。由串联电路电压规律可知电压表读数的最小值不为零。采用电流表外接法时,因电压表的分流作用将使电流表示数大于通过电阻丝的电流,故测量的电阻值将偏小,B项正确;若已知电压表内阻,则可准确计算出通过电阻丝的电流,进而计算出待测电阻的真实值,故C项正确。,设电阻丝连入电路部分的电阻为

12、Rx,电流表的内阻为RA由闭合电路欧姆定律得E=I(Rx+R+RA)由电阻定律得Rx=?则?=?+R+RA进一步整理可得:?=?L+?显然,?随L线性变化,可见应该画?-L图像。图像如图所示。,该图像的斜率为k=?,所以电阻率=ESk由表达式可知,电流表的内阻RA只影响图像的截距而不影响图像的斜率,所以,电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果没有影响。,2-2(2012北京理综,21,18分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为（0.3950.399）mm(该

13、值接近多次测量的平均值)。? 图1,(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ,额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:,由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图2中的甲图(选填“甲”或“乙”)。? 图2(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中,实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。,图3(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数,据的坐标点,并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=4.5（4.34.7）(保留两位有效数字)。? 图4(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为C&