1、实验八测定金属的电阻率实验八测定金属的电阻率实验基础实验基础核心探究核心探究实验基础实验基础 解读实验解读实验萃取精华萃取精华注意事项注意事项1.1.螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用(1)(1)测量前须校对零点测量前须校对零点.(2)(2)测量时测量时,当测微螺杆将要接触被测物体时当测微螺杆将要接触被测物体时,要改用微调旋钮要改用微调旋钮.(3)(3)螺旋测微器应估读一位螺旋测微器应估读一位,即以即以mmmm作单位作单位,应读到小数点后面第三位应读到小数点后面第三位.2.2.游标卡尺读数时注意事项游标卡尺读数时注意事项(1)(1)看清精确度看清精确度(2)(2)主尺上的单位为厘米主尺上的单位为
2、厘米主尺上标识的主尺上标识的1,2,31,2,3等数字通常是指厘米等数字通常是指厘米,游标卡尺主尺上的最小刻度是游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.1 mm.例如例如读数为读数为(50+4(50+40.05)mm=50.20 mm.0.05)mm=50.20 mm.(3)(3)区分零刻度与游标尺最前端区分零刻度与游标尺最前端例如例如读数为读数为(14+10(14+100.05)mm=14.50 mm.0.05)mm=14.50 mm.3.3.电流表和电压表的读数电流表和电压表的读数(1)(1)若刻度盘上每一小格为若刻度盘上每一小格为1,0.1,0.01,1,0.1,0.01,时时,需估读到最小
3、刻度值的下一位需估读到最小刻度值的下一位.(2)(2)若刻度盘上每一小格为若刻度盘上每一小格为2,0.2,0.02,5,0.5,0.05,2,0.2,0.02,5,0.5,0.05,时时,只需估读到最小刻只需估读到最小刻度值的位数度值的位数.5.5.测定金属的电阻率测定金属的电阻率(1)(1)先测直径先测直径,再连电路再连电路.应该在连入电路之后在拉直的情况下测量待测金属丝应该在连入电路之后在拉直的情况下测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度接入电路的两个端点之间的长度.(2)(2)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,故采用电流表外接法故采用电流表外接法.(3)(
4、3)开关开关S S闭合前闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大滑动变阻器的阻值要调至最大.(4)(4)电流不宜太大电流不宜太大(电流表用电流表用0 00.6 A0.6 A量程量程),),通电时间不宜太长通电时间不宜太长,以免金属丝温以免金属丝温度升高度升高,导致电阻率在实验过程中变大导致电阻率在实验过程中变大.误差分析误差分析1.1.测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差.2.2.电路中电流表及电压表对电阻测量的影响电路中电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外接因为电流表外接,所以所以RxRx测测RxRx真真,由由Rx=,Rx=,知知测测”“=”
5、“”“=”或或“”),“RRV V.答案答案:见解析见解析【创新创新/改进点分析改进点分析】1.1.实验原理的创新改进实验原理的创新改进:利用利用S S2 2的闭合与断开的闭合与断开,运用串联电路的分压原理求运用串联电路的分压原理求电阻电阻.2.2.考查方式的创新拓展考查方式的创新拓展:既考查实验原理、实验步骤既考查实验原理、实验步骤,又拓展考查误差分析又拓展考查误差分析.模拟创新实验冲关模拟创新实验冲关1.1.利用如图所示的电路测定电流表的内阻利用如图所示的电路测定电流表的内阻,步骤如下步骤如下:闭合开关闭合开关S S1 1,调节调节R R1 1,使电流表指针偏转到满刻度使电流表指针偏转到满
6、刻度;再闭合开关再闭合开关S S2 2,调节调节R R2 2,使电流表指针偏转到满刻度的一半使电流表指针偏转到满刻度的一半;读出读出R R2 2的阻值的阻值,即认为即认为R Rg g=R=R2 2.已知电流表满偏电流为已知电流表满偏电流为500 A,500 A,其内阻约在其内阻约在100 100 左右左右,实验室配有的可变电阻有实验室配有的可变电阻有:A.A.电阻箱电阻箱(0(010);10);B.B.电阻箱电阻箱(0(09 999);9 999);C.C.滑动变阻器滑动变阻器(0(0200);200);D.D.滑动变阻器滑动变阻器(0(020 k).20 k).(1)(1)电路图中电路图中R
7、 R1 1应选应选,R,R2 2应选应选.解析解析:(1)(1)电路中电路中R R1 1阻值应远大于阻值应远大于R Rg g,R,R2 2的阻值比的阻值比R Rg g稍大就行稍大就行,但但R R2 2必须是电阻必须是电阻箱箱,不然不能读数不然不能读数.故故R R2 2应选应选B,RB,R1 1应选应选D.D.答案答案:(1)D(1)DB B 答案答案:(2)2)偏小偏小(2)(2)若上述实验中若上述实验中,读得读得R R2 2的阻值为的阻值为100,100,则电流表内阻的测量值和真实值相比则电流表内阻的测量值和真实值相比(填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”).).【创新创新/改进点分析改进点分析
8、】1.1.实验方案的改进实验方案的改进:用半偏法测电流表的内阻用半偏法测电流表的内阻.2.2.考查方式的拓展考查方式的拓展:在总电压不变条件下在总电压不变条件下,用串、并联电路特点分析测量值和用串、并联电路特点分析测量值和真实值的关系真实值的关系.2.2.某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻R Rx x:电源电源E,E,适当量程的电流表、电适当量程的电流表、电压表各一只压表各一只(电流表有内阻电流表有内阻,电压表内阻不是无限大电压表内阻不是无限大),),滑动变阻器滑动变阻器R,RR,RP P,开关开关S S1 1,S,S2 2,导线若干导线若干.他设计如图他设计
9、如图(甲甲)所示的电路测量电阻所示的电路测量电阻R Rx x的值的值,并有效地消除并有效地消除了因电压表和电流表内阻而产生的系统误差了因电压表和电流表内阻而产生的系统误差.实验步骤如下实验步骤如下:A.A.先闭合先闭合S S1 1,断开断开S S2 2,调节调节R R和和R RP P,使电流表和电压表示数合理使电流表和电压表示数合理,记下两表示数为记下两表示数为I I1 1,U,U1 1;B.B.闭合闭合S S2 2,调节调节R RP P,记下电流表和电压表示数为记下电流表和电压表示数为I I2 2,U,U2 2.(1)(1)请你帮他按电路图在实物图请你帮他按电路图在实物图(乙乙)上连线上连线
10、;解析解析:(1)(1)由电路图连接实物图由电路图连接实物图,如图所示如图所示.答案答案:(1)(1)见解析图见解析图(2)(2)指出上述步骤指出上述步骤B B中错误的做法并进行改正中错误的做法并进行改正:;写出用测量数据表示被测电阻写出用测量数据表示被测电阻RxRx的表达式的表达式:.【创新创新/改进点分析改进点分析】实验方案的改进实验方案的改进:利用利用S S2 2的闭合与断开的闭合与断开,并保证并保证R RP P不变不变,运用欧姆定律列式消去运用欧姆定律列式消去R RP P,R,RV V求得求得R Rx x.3.3.(2018(2018河北衡水冀州中学检测河北衡水冀州中学检测)某些固体材
11、料受到外力后除了产生形变外某些固体材料受到外力后除了产生形变外,其电阻率也要发生变化其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为象称为“压阻效应压阻效应”.现用如图现用如图(甲甲)所示的电路研究某长薄板电阻所示的电路研究某长薄板电阻R Rx x的压阻的压阻效应效应,已知已知R Rx x的阻值变化范围为几欧到几十欧的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材实验室中有下列器材:A.A.电源电源E(3 V,E(3 V,内阻约为内阻约为1)1)B.B.电流表电流表A A1 1(0.6 A,(0.6 A,内阻内阻r r1 1=
12、5)=5)C.C.电流表电流表A A2 2(0.6 A,(0.6 A,内阻内阻r r2 2约为约为1)1)D.D.开关开关S,S,定值电阻定值电阻R R0 0(1)(1)为了比较准确地测量电阻为了比较准确地测量电阻R Rx x的阻值的阻值,根据虚线框内电路图的设计根据虚线框内电路图的设计,甲表选甲表选用用(选填选填“A A1 1”或或“A A2 2”),”),乙表选用乙表选用 (选填选填“A A1 1”或或“A A2 2”).”).解析解析:(1)(1)由于由于A A1 1内阻确定内阻确定,并且与待测电阻接近并且与待测电阻接近,与待测电阻并联与待测电阻并联,用来测出用来测出待测电阻待测电阻R
13、Rx x两端的电压两端的电压,用用A A2 2测得的电流减去测得的电流减去A A1 1测得的电流就是流过待测电测得的电流就是流过待测电阻的电流阻的电流,根据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值根据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值.答案答案:(1)A(1)A1 1A A2 2 (2)(2)在电阻在电阻R Rx x上加一个竖直向下的力上加一个竖直向下的力F(F(设竖直向下为正方向设竖直向下为正方向),),闭合开关闭合开关S,S,记下电记下电表读数表读数,A,A1 1的读数为的读数为I I1 1,A,A2 2的读数为的读数为I I2 2,得得R Rx x=(用字母表示用字母表示).).(3)(3)改变力的大
14、小改变力的大小,得到不同的得到不同的R Rx x值值,然后让力反向从下向上挤压电阻然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变并改变力的大小力的大小,得到不同的得到不同的R Rx x值值,最后绘成的图像如图最后绘成的图像如图(乙乙)所示所示.当当F F竖直向下竖直向下(设设竖直向下为正方向竖直向下为正方向)时时,可得可得R Rx x与所受压力与所受压力F F的数值关系是的数值关系是R Rx x=(各各物理量单位均为国际单位物理量单位均为国际单位).).解析解析:(3)(3)由图像的对称性可知由图像的对称性可知,加上相反的压力时加上相反的压力时,电阻值大小相等电阻值大小相等;图像与图像与纵坐标的交点为纵
15、坐标的交点为16,16,当当R Rx x=7=7 时时,对应的力为对应的力为4.5 N,4.5 N,因此函数表达式因此函数表达式R Rx x=16-2F.=16-2F.答案答案:(3)16-2F(3)16-2F 解析解析:(4)(4)整个回路总电流不能大于整个回路总电流不能大于0.6 A,0.6 A,而电动势为而电动势为3 V,3 V,因此总电阻应略因此总电阻应略大于大于5,5,而电源内阻约为而电源内阻约为1,1,因此定值电阻因此定值电阻R R0 0的阻值应选的阻值应选5,5,即可保证即可保证电流不超过量程电流不超过量程,也保证电流不太小也保证电流不太小,两块电流表读数准确两块电流表读数准确.
16、答案答案:(4)B(4)B(4)(4)定值电阻定值电阻R R0 0的阻值应该选用的阻值应该选用.A.1 A.1 B.5 B.5 C.10 C.10 D.20 D.20【创新创新/改进点分析改进点分析】1.1.实验器材的改进实验器材的改进:用已知内阻的电流表来代替电压表用已知内阻的电流表来代替电压表.2.2.实验原理的创新改进实验原理的创新改进:用安安法代替伏安法用安安法代替伏安法.3.3.数据处理的创新改进数据处理的创新改进:图像与函数结合处理斜率、截距和表达式图像与函数结合处理斜率、截距和表达式.4.4.有一待侧电阻有一待侧电阻R Rx x约为几十欧姆约为几十欧姆,为更精确地测量其电阻为更精
17、确地测量其电阻,可供选择的器材可供选择的器材如下如下:电流表电流表A A1 1(量程量程300 mA,300 mA,内阻约为内阻约为2);2);电流表电流表A A2 2(量程量程150 mA,150 mA,内阻约为内阻约为10);10);电压表电压表V V1 1(量程量程1 V,1 V,内阻内阻r=1 000);r=1 000);电压表电压表V V2 2(量程量程15 V,15 V,内阻约为内阻约为3 000);3 000);定值电阻定值电阻R R0 0=1 000;=1 000;滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(最大阻值最大阻值5);5);滑动变阻器滑动变阻器R R2 2(最大阻值最大阻值1 000);1 000);电源电源E(E(电动势约为电动势约为4 V,4 V,内阻内阻r r约为约为1);1);开关开关,导线若干导线若干.答案答案:V V1 1A A2 2R R1 1电路图见解析电路图见解析【创新创新/改进点分析改进点分析】1.1.实验器材的改进实验器材的改进:改造电压表来满足伏安法测电阻的需要改造电压表来满足伏安法测电阻的需要.2.2.考查内容的改进考查内容的改进:考查电流表的内、外接考查电流表的内、外接,滑动变阻器的分压、限流接法以滑动变阻器的分压、限流接法以及选择及选择.
