2020版物理新增分大一轮江苏专用版课件：第七章 恒定电流 实验六
,大一轮复习讲义,实验六 决定导线电阻的因素,第七章 恒定电流,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,随堂测试,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,随堂检测 检测课堂学习效果,过好双基关,1.实验原理(如图1所示) 由R 得 ，因此，只要测出金属丝的 、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率.,长度l,图1,2.实验器材 待测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(050 )，开关，导线若干， ，毫米刻度尺. 3.实验步骤 (1)用螺旋测微器在待测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d. (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路. (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l. (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值 的位置.,螺旋测微器,最大,(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内. (6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R 和S 中，计算出金属丝的电阻率. 4.数据处理 (1)在求Rx的平均值时可用两种方法 用Rx 分别算出各次的数值，再取平均值. 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公式： .,5.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 真实值，使电阻率的测量值 . (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. (4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变 ，造成测量误差.,小于,偏小,大,6.注意事项 (1)本实验中待测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表 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、待测金属丝、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丝的两端. (3)测量待测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝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金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值. (4)测金属丝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 的位置.,外接,最大,(6)在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. (7)若采用图象法求R的平均值时，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.,自测 在“测定金属的电阻率”的实验中，由 可知，对实验结果的准确性影响最大的是 A.导线直径d的测量 B.电压U的测量 C.电流I的测量 D.导线长度的测量,研透命题点,例1 (2018·南京市、盐城市二模)某同学欲测量一卷粗细均匀、阻值约为 100 的金属漆包线的长度，备选器材如下： A.量程为5 mA、内阻r150 的电流表A1 B.量程为0.6 A、内阻r20.2 的电流表A2 C.量程为6 V、内阻r3约为15 k的电压表V D.最大阻值为15 、最大允许电流为2 A的滑动变阻器 E.定值电阻R15 F.电动势E6 V、内阻很小的直流电源 G.开关一个、导线若干 H.螺旋测微器,命题点一 教材原型实验,(1)已知做成这种漆包线芯的金属丝的电阻率为，若金属丝的电阻用R表示，直径用d表示，则这一卷漆包线的长度l_.,(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图2甲所示，则螺旋测微器的示数d_ mm.,0.600,图2,解析 螺旋测微器的示数为0.600 mm；,(3)为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻，电流表应选用_(选填“A”或“B”)，请在图乙方框中画出实验原理电路图.,A,解析 金属丝中的最大电流I 0.06 A，电流表A2的量程0.6 A太大，测量的误差较大，故应选电流表A1，因A1的量程小于0.06 A，故电路中应对电流表A1改装，使其量程变大，实验原理电路图如图所示；,答案 见解析图,(4)若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，这会使实验测得该漆包线的长度与真实值相比_(选填“偏大”或“偏小”).,偏大,解析 若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，则测量的直径偏大，由l 知，长度也偏大.,变式1 (2018·泰州中学等综合评估)要测量某种合金的电阻率. (1)若合金丝长度为l，直径为D，阻值为R，则其电阻率_. 用螺旋测微器测合金丝的直径如图3甲所示，读数为_ mm.,图3,0.650,图示螺旋测微器读数为：0.5 mm15.0×0.01 mm0.650 mm；,(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关.根据原理图在图丙中将实物连线补充完整.,解析 实物连线如图所示：,答案 见解析图,(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U11.35 V，I10.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U20.92 V，I20.32 A.根据以上测量数据判断，当S2处于位置_(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx_ .(结果保留两位有效数字),可知，使用电流表外接法测量相对准确，即S2处于位置b，,b,2.9,命题点二 实验的拓展与创新,例2 (2018·南京市学情调研)图4甲是用来测量某电阻丝材料的电阻率的电路图.实验中把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上，移动滑片改变接触点P的位置，可改变接入电路中电阻丝的长度.实验可供选择的器材还有：,图4,实验操作如下： a.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d； b.将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路； c.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大； d.接触点P在电阻丝上某位置时，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满 偏，然后断开开关.记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度l. e.改变接触点P的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏； 重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度l. f.断开开关，整理好器材，进行实验数据分析.,(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，d_ mm； (2)实验中电流表应选择_(选填供选器材前的编号)； (3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度l的数据，绘1出了如图丙所示的Rl关系图线，图线在R轴的截距为R0，在l轴的截距为l0， 那么电阻丝的电阻率表达式_(用R0、l0、d表示)；,图4,0.730,B,(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果_(选填“有”或“无)影响，这是因为_ _.,阻，即电流表内阻可视为电源内阻)，可见电流表内阻对图象的斜率没有影响，即电流表内阻对电阻率的测量结果无影响,无,变式2 (2018·镇江市模拟)小华利用图5甲电路测量某种导电液体的电阻率，玻璃管的横截面积S2×103 m2，通过K可以控制管内导电液体的长度，管两端接有导电活塞(电阻不计)，右活塞固定，左活塞可在管内自由移动，两活塞均与玻璃管密封良好.实验器材如下：电源(电动势为12 V，内阻不计)，两只相同的电压表V1、V2(量程为3 V，内阻足够大)，电阻R1400 ，电阻R21 500 ，电阻箱R(09 999.9 )，单刀双掷开关S，刻度尺.,图15,(1)小华的主要实验步骤如下： 向玻璃管内注入导电液体，用刻度尺测量液柱长度如图乙所示，其长度L_ cm； 连接好电路，把S拨到位置“1”，电压表V1的 示数如图丙所示，示数为U1_ V； 将S拨到位置“2”，调节电阻箱使电压表V2的 示数仍为U1，此时电阻箱的阻值R300 ； 求得管内液柱的电阻Rx_ ， 导电液体的电阻率_ ·m (保留两位有效数字).,19.97(19.9519.99之间均可),2.00,2 000,20,(2)请指出小华实验的不足之处_. (3)在实验步骤中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，则小华测得的电阻率的值将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”).,未多次测量取平均值,不变,(4)小清同学仍利用该装置进行实验，他通过K调节管内液柱长度，记录多组数据如表所示，绘制出R 关系图象后也可求出液体的电阻率.请你在图6中绘制出此图象.,答案 如图所示,图6,随堂测试,1.(2018·苏州市期初调研)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中： (1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图7甲、乙、丙所示，则它们的读数值依次是_ mm、_ A、_ V.,1,2,3,图7,0.997,0.44,2.27,解析 螺旋测微器固定部分读数为0.5 mm，可动部分可估读为49.7×0.01 mm0.497 mm，故读数为：0.5 mm0.497 mm0.997 mm；电流表量程为0.6 A，则最小分度为0.02 A，读数为0.44 A；电压表量程为3 V，最小分度为0.1 V，需估读一位，故读数为：2.27 V.,1,2,3,(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010 ，电流表内阻约几欧，电压表内阻约几十千欧，电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E4.5 V，内阻较小.则A、B两电路图中，_(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的较好电路，但用此电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏_(选填“大”或“小”).,1,2,3,A,小,解析 因电源不能在大功率下长时间使用，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，金属丝电阻的内阻约为5 ，故采用电流表外接法误差较小，故选A电路； 在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小，故用此电路测量的金属丝电阻会比真实值偏小.,1,2,3,(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA2.0 ，那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是A、B两电路图中的_(选填字母代号)电路.使用该 电路实验时，电流表示数为I，电压表示数为U，则金属丝电阻Rx_ ( 用题中字母代号表示).,B,解析 因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出金属丝电阻，故应选B电路；金属丝电阻及电流表总电阻：R ，则金属丝电阻RxRRA RA.,1,2,3,2.(2019·小海中学月考)某同学为“探究决定电阻丝电阻的因素，设计了如图8所示电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0 4
