高考物理一轮复习第9章实验11测量金属丝的电阻率课件

这是一份高考物理一轮复习第9章实验11测量金属丝的电阻率课件，共60页。PPT课件主要包含了实验储备·一览清，实验类型·全突破，答案49，答案8，答案见解析图，答案不能等内容，欢迎下载使用。
类型一 教材原型实验　师生共研
[典例1]　(2022·山东济南市模拟)小明和同学们在实验室测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，可供使用的器材如下： A．待测金属丝Rx B．电流表A1，量程为0.6 A，内阻约0.6 Ω C．电流表A2，量程为3 A，内阻约0.12 Ω D．电压表V1，量程为15 V，内阻约15 kΩ E．电压表V2，量程为3 V，内阻约3 kΩ
F．滑动变阻器R，全电阻约20 Ω G．直流电源E，电动势为3 V，内阻不计 H．多用电表 I．毫米刻度尺 J．开关S及导线若干
实验步骤如下： (1)首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度l＝50.00 cm，再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值d＝________ mm。
　　甲　　　　 　乙
[解析]　金属丝直径的测量值为d＝0 mm＋36.0×0.01 mm＝0.360 mm。
[答案]　0.360(或0.361)　
(2)用多用电表粗略测量金属丝的电阻，机械调零后将选择开关拨到“×1 Ω”挡；将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使________；将红、黑表笔接在金属丝两端，多用电表指针指示如图乙所示，则金属丝电阻值为________ Ω。
[解析]　将选择开关拨到“×1 Ω”挡；将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表针指到0 Ω处；将红、黑表笔接在金属丝两端，金属丝电阻值为Rx＝6.0×1 Ω＝6.0 Ω。
[答案]　表针指到0 Ω处　6.0　
(3)老师要求电表示数从零开始且尽可能地多测几组数据，比较精确地测量金属丝的电阻，经过讨论他们连接了如图丙所示的电路，①电路有几条线没有连接，请你帮助他们完成电路连接；②电路中所选电流表为________(填“A1”或“A2”)，所选电压表为___(填“V1”或“V2”)。
[解析]　要求“电表示数从零开始且尽可能地多测几组数据”，则滑动变阻器应采用分压式接法，待测金属丝的阻值较小，电流表应采用外接法，连线如图所示。电源电动势为3 V，电压表选用V2，待测金属丝的电阻约为6 Ω，流过电流表的最大电流约为0.5 A，电流表选用A1。
[答案]　电路图见解析图　A1　V2　
(4)实验过程中，小明使滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录两电表的测量数据，在坐标纸上描点作出如图丁所示的U-I图像，则金属丝的电阻Rx＝________ Ω(结果保留2位有效数字)。
(5)实验测得金属丝的电阻率ρ＝________ Ω·m(结果保留2位有效数字)。实验过程中，如果长时间保持电路闭合，这样的操作会使电阻率的测量结果________(填“偏大”或“偏小”)。
[答案]　1.0×10－6　偏大
[跟进训练] 1．(2022·河南省六市第一次联考)某同学测量一段长为L＝1 m的圆柱形金属丝的电阻率。实验过程如下： (1)螺旋测微器的构造如图甲所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A”“B”或“C”)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器损坏。测量的结果如图乙所示，则金属丝的直径d＝________ mm。
甲　　　　　　　　　　　乙
[解析]　为保护螺旋测微器，将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调旋钮C，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。固定部分读数为1.5 mm，转动部分读数为31.1×0.01 mm＝0.311 mm，故读数为1.5 mm＋0.311 mm＝1.811 mm。
[答案]　C　1.811(1.810～1.812均正确)　
(2)该同学先用欧姆表粗测金属丝的电阻，将选择开关调节到“×1 Ω”，调节好欧姆表，测得金属丝的电阻示数如图丙所示，则金属丝的电阻Rx＝________ Ω。
[解析]　欧姆表读数为表盘示数乘以倍率，则欧姆表示数为8×1 Ω＝8 Ω。
(3)为了精确测量金属丝的电阻值，实验室提供的器材如下： A．电流表G，满偏电流3 mA，内阻Rg＝150 Ω B．电流表A，量程为0.6 A，内阻约为0.5 Ω C．电阻箱R0(0～9 999.9 Ω) D．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω) E．滑动变阻器R2(最大阻值100 Ω) F．电源E(电动势4.5 V，内阻很小) G．开关S和若干导线
把电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为4.5 V，则电阻箱的阻值应调为R＝________ Ω，请在图丁所示的方框内画出测量电阻的实验电路图(要求待测电阻两端电压能从零开始。请在图中标出所用器材的符号)。
[解析]　将电流表G与电阻箱串联改装成量程为0～4.5 V 的电压表，而电流表G内阻Rg＝150 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，所以改装后的电压表的内阻为RV＝ ＝1 500 Ω，由于电流表G的内阻Rg＝150 Ω，因此电阻箱的阻值应调为R0＝1 500 Ω－150 Ω＝1 350 Ω。由题意要求可知，电压从零开始变化，并要 多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接 法，被测电阻阻值较小，跟电流表内阻接近， 所以用电流表外接法，电路图如图所示。
[答案]　1 350　见解析图　
(4)调节滑动变阻器，测得多组电流表G和电流表A的示数I1与I2，作出I1-I2图像(I1、I2的单位均为安培)，测得图像的斜率为0.005 2，则被测电阻的阻值Rx＝________ Ω，由此测得金属丝的电阻率ρ＝________ Ω·m(π取3.14，要使测量结果尽量准确，结果均保留3位有效数字)。
[答案]　7.84　2.02×10－5
2．(2022·福建莆田模拟)某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒(约为4 Ω)的电阻率。 电压表V(量程15.0 V，内阻约1 kΩ) 电流表A(量程0.6 A，内阻RA＝0.4 Ω) 定值电阻R0(阻值R0＝20.0 Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω) 学生电源E(电动势20 V) 开关S和若干导线。
(1)如图甲所示，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________ mm；如图乙所示，用游标卡尺测得导体棒的长度为________ cm。
甲　　　　　　　　　乙　
[解析]　螺旋测微器的读数等于4.5 mm＋0.01×12.0 mm＝4.620 mm；游标卡尺为10分度，精确度为0.1 mm，游标上的第5格与主尺对齐，故读数为101 mm＋5×0.1 mm＝101.5 mm＝10.15 cm。
[答案]　4.620(4.619～4.621)　10.15　
(2)请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值。
丙　　　　　　　　　　　　丁
[解析]　要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15 V，则待测电阻的电流最大为 ，则0.6 A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定 值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电 阻能分部分电压且能精确地得到待测电阻阻值， 而电流表选择内接法可以消除系统误差，故电路 图如图所示。
(3)实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图(如图丁)，通过分析可得导体棒的电阻Rx＝________ Ω(保留1位小数)，再根据电阻定律即可求得电阻率。从系统误差的角度分析，电阻R测________(选填“>”“