2019版高考物理一轮复习实验增分专题8测定金属的电阻率学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 实验八 测定金属的电阻率 考纲要求 考情分析 命题趋势 测定金属的电阻率 2014 江苏卷， 10 2014 山东卷， 22 高考对本实验的考查主要侧重于以下三个方面： 1.实验原理的理解 (间接测量 )；2.实验数据的处理和误差分析； 3.伏安法测电阻电路连接形式 (电流表内接、外接 )的确定 知识梳理 夯实基础 一、实验流程 二、注意事项 1游标卡尺的读数：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格数，则记录结果表达为 (x k 精确度 )mm. 2螺旋测微器的读数 方法：固定刻度数 mm可动刻度数 (估读一位 )

2、0.01 mm. 3先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量 4电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法 5电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大 三、误差分析 【 精品教育资源文库 】 核心考点 分层突破 考点 1 仪器的使用和读数 1螺旋测微器 (1)构造：如图甲所示， S 为固定刻度， H 为可动刻度 (2)原理：可动刻度 H 上的刻度为 50 等份，旋钮 K 每旋转一周，螺杆 P 前进或后 退 0.5 mm，则螺旋测微器的精确度为 0.01 mm. (3)读数 测量时被测物体长度的半毫米

3、数由固定刻度读出，不足半毫米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) 如图乙所示，固定刻度示数为 2.0 mm，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为 15.0，最后的读数为 2.0 mm 15.00.01 mm 2.150 mm. 2游标卡尺 (1)构造 (如图所示 )：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

4、的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm.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 1 mm 的差值 精确度 (可准确到 ) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm (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【 精品教育资源文库 】 刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为 (x k 精确度 ) mm. 3常用电表的读数 对于电压表和电流表

5、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通过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)0 3 V 的电压表和 0 3 A 的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是 0.1 V或 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 0 15 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 0 0.6 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 例 1(

6、1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为 9 mm 长 10 等分、19 mm长 20等分、 49 mm长 50等分，它们的读数依次为 _17.7_mm、 _23.50_mm、 _3.18_mm. (2)使用螺旋测 微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是_2.150_mm. (3) 如图丙所示的电表使用 0.6 A 量程时，对应刻度盘上每一小格代表 _0.02_A，图中表针示数为 _0.44_A；当使用 3 A 量程时，对应刻度盘中每一小格代表 _0.1_A，图中表针示数为 _2.20_A 如图丁所示的电表使用较小量程时，每小格表示 _0.1_V，图中表针的示数

7、为_1.70_V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示 _0.5_V，图中表针示数为_8.5_V. (4)旋 钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱 A 流入，从 B 流出，则接入电路的电阻为_1_987_ ，今欲将接入电路的电阻改为 2 087 ，最简单的操作方法是 _将 “1 _k”旋钮调到 2，再将 “100” 旋钮调到零 _.若用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为【 精品教育资源文库 】 _0 19_998_ _. 解析 (1)最上面图读数：整毫米是 17，不足 1 毫米数是 70.1 mm 0.7 mm，最后结果是 17 mm 0.7 mm 17.7 mm. 中间图读数：整

8、毫米是 23，不足 1 毫米数是 100.05 mm 0.50 mm，最 后结果是 23 mm 0.50 mm 23.50 mm. 最下面图读数：整毫米是 3，不足 1 毫米数是 90.02 mm 0.18 mm，最后结果是 3 mm 0.18 mm 3.18 mm. (2)固定刻度示数为 2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为 15.0，最后的读数： 2.0 mm 15.00.01 mm 2.150 mm. (3) 使用 0.6 A 量程时，刻度盘上的每一小格为 0.02 A，表针示数为 0.44 A；当使用3 A 量程时，每一小格为 0.1 A，表针示数为 2.20 A 电压表

9、使用 3 V 量程时，每小格表示 0.1 V，表针示数为 1.70 V；使用 15 V 量程时，每小格表示 0.5 V，表针示数为 8.5 V. (4)电阻为 1 987 ，最简单的操作方法是将 “1 k” 旋钮调到 2，再将 “100” 旋钮调到零每个电阻箱的最大阻值是 9 999 ，用这样的两个电阻箱串联可达到的最大电阻是 29 999 19 998 . 故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为 0 19 998 . 考点 2 仪器的选择和实物电路的连接 例 2实验室购买了一捆标称长度为 100 m 的铜导线，某同学想通过实验测 定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为 1.0 mm2，

10、查得铜的电阻率为 1.710 8 m ，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 Rx，从而确定导线的实际长度 可供使用的器材有 电流表：量程 0.6 A，内阻约 0.2 ； 电压表：量程 3 V，内阻约 9 k ； 【 精品教育资源文库 】 滑动变阻器 R1：最大阻值为 5 ； 滑动变阻器 R2：最大阻值为 20 ； 定值电阻： R0 3 ； 电源：电动势 6 V，内阻可不计； 开关、导线若干 回答下列问题 (1)实验中滑动变阻器应选 _R2_(选填 “ R1” 或 “ R2”) ，闭合开关 S 前应将滑片移至_a_端 (选填 “ a” 或 “ b”) (2)在实物图丙中，已正确连接了部分导线，

11、请根据图甲电路完成剩余部分的连接 丙 (3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50 A 时，电压表示数如图乙所示，读数为_2.30(2.29、 2.31 均正确 )_V. (4)导线实际长度为 _94(93、 95 均正确 )_m.(保留两位有效数字 ) 解析 由 R lS可估算铜导线的电阻 Rx约为 1.7 ， (Rx R0)约为 4.7 . 若选用 R1 5 的滑动变阻器，电流表和电压表的调节范围较 小且面临 “ 烧坏 ” 的危险，故应选用R2 20 的滑动变阻器，滑动变阻器采用限流式接法，闭合开关前应将触头移至接入阻值最大的 a 端 (2)如图所示 (3)电压表的读数需估读一位，数值

12、为 2.30 V. 【 精品教育资源文库 】 (4)由欧姆定律可知， (Rx R0) UI 2.300.50 4.6 ，所以 Rx 1.6 . 再根据 Rx lS可解得 l 94 m. 考点 3 电阻的测量 方法一 伏安法测电阻 例 3某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V、内阻约为 3 k 的电压表和量程为 0.6 A、内阻约为 0.1 的电流表采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图甲中的 R1，其阻值约为 5 . (1)测 R1 阻值的最优连接方式为导线 连接 _a_(选填 “ a” 或 “ b”) 、导线 连接_d_.(选填 “ c” 或 “ d”) (2)按

13、正确接线测得实验数据如表，用作图法求得 R1的阻值为 _4.4 4.7_. U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (3)已知图 乙中 R2与 R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体， R2的边长是 R1的 110，若测 R2的阻值，则最优的连线应选 _B_.(选填序号 ) A 连接 a， 连接 c B 连接 a， 连接 d C 连接 b， 连接 c D 连接 b， 连接 d 解析 (1)因电压表的内阻远大于待测电阻 R1的阻值则电流表采用外接法，而滑动变阻器应采用分压式接法故测 R1阻值的

14、最优连接方式为导线 连接 a，导线 连接 d； (2)根据表格数据，作出关于 R1的 U I 图象，如图所示， 【 精品教育资源文库 】 由图可得 R1 U I 2.20.5 4.4 ； (3)根据电阻定律可得 R LdL d ，故 R2 R1，要测 R2的阻值与测量 R1一样，最优的连线应 连接 a， 连接 d，选项 B 正确 方法二 等效替换法测电阻 连接电路如图所示， R 为电阻箱， Rx为待测电阻，通过调节电阻箱 R，使单刀双掷开关S 分别接 1 和 2 时，电流表中的电流示数相同，则表明 Rx R，即可测出 Rx. 例 4(2017 湖北武汉模拟 )某同学测量一个圆柱体的电阻率，需

15、要测量圆柱体的尺寸和电阻 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为 _5.05_cm，直径为 _5.316(5.310 5.320)_mm. (2)按图丙连接电路后，实验操作如下： 将滑动变阻器 R1的阻值置于最 _大 _处 (选填 “ 大 ” 或 “ 小 ”) ，将 S2拨向接点 1，闭合 S1，调节 R1，使电流表示数为 I0. 将电阻箱 R2的阻值调至最 _大 _(选填 “ 大 ” 或 “ 小 ”) ， S2拨向接点 2；保持 R1不变，调节 R2，使电流表示数仍为 I0，此时 R2阻值为 1 280 . (3)由此可知，圆柱体的电阻为 _1_280_. 解析 (1)游标卡尺的精度为 0.1 mm，所以 L (50