届高考物理一轮复习 第8章 第3课 实验测定金属的电阻率练习Word文档格式.docx
- 文档编号:8619607
- 上传时间:2023-05-12
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:389.12KB
届高考物理一轮复习 第8章 第3课 实验测定金属的电阻率练习Word文档格式.docx
《届高考物理一轮复习 第8章 第3课 实验测定金属的电阻率练习Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高考物理一轮复习 第8章 第3课 实验测定金属的电阻率练习Word文档格式.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
(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)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×
0.01(mm)
如图所示,固定刻度示数为2.0mm,不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:
2.0mm+15.0×
0.01mm=2.150mm.
2.游标卡尺(如图所
示).
(1)构造:
主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉.
(2)用途:
测量厚度、长度、深度、内径、外径.
(3)原理:
利用主
尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:
刻度格数
(分度)
刻度总长度
每小格与
1mm的差值
精确度
(可准确到)
10
9mm
0.1mm
20
19mm
0.05mm
50
49mm
0.02mm
(4)读数:
若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+K×
精确度)mm.
五
、伏安法测电阻
1.电流表的内接法和外接法的比较.
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压
U测=Ux+UA
电压表分流
I测=Ix+IV
电阻测量值
R测==
Rx+RA>Rx
测量值大于真实值
<Rx
测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
2.两种电路的选择.
(1)
阻值比较法:
先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;
若Rx较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大,小外偏小”.
(2)临界值计算法.
Rx<时,用电流表外接法;
Rx>时,用电流表内接法.
(3)实验试探法:
按如图所示接好电路,让电压表一根接线柱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;
如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.
六、实验步骤
1.直径测定.
用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S=.
2.电路连接.
按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路.
3.长度测量.
用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l.
4.U、I测量.
把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U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.
七、数据处理
1.在求Rx的平均值时可用两种方法.
(1)用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值.
(2)用UI图线的斜率求出.
2.计算电阻率.
将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ=Rx=.
八、注意事项
1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法.
2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端.
3.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线
拉直,反复测量三次,求其平均值.
4.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值.
5.闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.
6.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.
7.求R的平均值时可用两种方法:
第一种是用R=算出各次的测量值,再取平均值;
第二种是用图象(UI图线)来求出.若采用图象法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑.
九、误差分析
1.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的主要来源之一.
2.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,测量值小于真实值,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都会带来偶然误差.
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.
十、测量电阻的其他方法
1.安安法测电阻.
若电流表内阻已知,则可当作电压表来使用.
(1)若已知电流表
A1的内阻R1,当两表的满偏电压接近时可按右图连接,由两电流表的读数可测得电流表A2的内阻R2=.
(2)若已知电流表A1的内阻
R1,当两电表的满偏电压UA2≫UA1时,电流表A1要先串联一定值电阻R0使两支路的电压相近再按右图连接,由两电
流表的读数可测得电流表A2的内阻R2=.
2.伏伏法测电阻.
电压表内阻已知,则可当作电流表来使用.
(1)若已知电压表V1的内阻R1,当两表的满偏电流接近时可按右图连接,由两电压表的读数可测得电压表V2的内阻R2=.
(2)若已知电压表V1的内阻R1,当两电表的满偏电流IV1≪IV2时,电压表V1要先并联一定值电阻R0使两电表指针偏转相接近,由两电压表的读数可测得电压表V2的内阻R2=.
3.电阻箱当电表使用.
(1)电阻箱当电压表使用.
如图所示,可测得电流表A2的内阻R2=.
图中借助电阻箱R可测得电流表A2两端的电压(I1-I2)R,起到了测定电压的作用.
(2)电阻箱当电流表使用.
如图所示,若已知电压表的内阻RV,读得电阻箱阻值R,则可测得干路电流为I=+.
图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用.
4.替代法测电阻.
如图所示,开关S1先闭合,S2先断开.
(1)S2接1,调节滑动变阻器R使电流表示数超过其量程的,记下此时电流表的示数为I1;
(2)S2接2,滑动变阻器R不动,调节电阻箱R0,使电流表的示数仍为I1,记下此时电阻箱的读数为R1;
(3)由此可得Rx=R1.
该方法的优点是消除了电流表内阻对测量的影响,缺点是电阻箱的电阻不能连续变化.
1.在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,以下操作中错误的是(AC)
A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中
B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值
C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值
D.实验中应保持
金属丝的温度不变
解析:
实验
中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;
金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法.故A、C操作错误.
2.分别用如图所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值.图甲中两表的示数分别为3V、4mA,图乙中两表的示数分别为4V、3.9mA,则待测电阻Rx的真实值为(D)
A.略小于1kΩB.略小于750Ω
C.略大于1kΩD.略大于750Ω
先判断采用的测量方法,由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大,说明测量的是小电阻,这样电流表分压较大,应该采用图甲进行测量比较准确.图甲中测量值为R测==750Ω,较真实值偏小.故D项正确.
课时作业
1.在“测定金属丝电阻率”的实验中,由ρ=可知,对实验结果的准确性影响最大的是(A)
A.金属丝直径d的测量 B.电压U的测量
C.电流I的测量 D.金属丝长度l的测量
四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方.
2.将如图所示的螺旋测微器的读数写出来.
甲.________mm 乙.________cm
先读出固定尺上的读数,再读出可动尺上的读数.甲:
8mm+47.7×
0.01mm=8.477mm.乙:
6.5mm+7.8×
0.01mm=6.578mm=0.6578cm.
答案:
8.476 0.6578
3.某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如图所示,该铜丝的直径为________mm.
螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm,可动刻度部分读数为0.093mm,所以所测铜丝直径为4.593mm.
4.592~4.594
4.
(1)用游标为50分度的游标卡尺测量某工件
的长度时,示数如图所示,则测量结果应该读作________mm.
(2)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图所示,此示数为________mm.
(1)10.40
(2)2.720
5.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻的实验中,根据同一组数据进行正确描点后,甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线,如图甲、乙所示,根据你对实验的理解,你认为________同学的图线正确,根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字)
当金属丝两端电压为零时,通过的电流也为零,因此图线必过原点,故甲同学的图线正确;
在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一个点,其坐标值为(0.4A,1.52V),故金属丝电阻为:
R==Ω=3.8Ω.
甲 3.8(3.7~3.9均可)
6.在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表(量程0~3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表(量程0~15V,内阻约为75kΩ)
C.电流表(量程0~3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~100Ω,0.6A)
F.变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.电池组E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)
H.开关S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有__________(填代号).
(2)为减小实验误差,应选用如图中____[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把下图的实物图用线连接起来.
(1)由于电源的电动势为3V,所以电压表应选A;
被测电阻约为5Ω,电路中的最大电流约为I==A=0.6A,电流表应选D;
根据变阻器允许通过的最大电流可知,变阻器应选E;
还要选用电池
和开关,导线若干.故应选用的实验器材有:
ADEGH.
(2)由于>
,应采用电流表外接法,应选图(b)所示电路,实物连接如图所示.
见解析
7.有一根圆台状匀质合金棒如图甲所示,某同
学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=____________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒的电阻约为几欧姆.图中有一处连接不当的导线是____.(用标注在导线旁的数字表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω,根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现:
在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd·
RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=__________.(用ρ、L、d、D表示)
(1)首先确定游标卡尺的精度为20分度,即为0.05mm,然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00mm,注意小数点后的有效数字要与精度一样,再从游标尺上找出对的最齐一根刻度线,精度×
格数=0.05×
8mm=0.40mm,最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据,99.00mm+0.40mm=99.40mm=9.940cm.
(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使用的是安培表内接法.
(3)根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.即Rd=ρ,RD=ρ,而电阻R满足R2=Rd·
RD,将Rd、RD代入得R=.
(1)9.940
(2)⑥ (3)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 届高考物理一轮复习 第8章 第3课 实验测定金属的电阻率练习 高考 物理 一轮 复习 实验 测定 金属 电阻率 练习