还剩52页未读，
继续阅读
人教版 (2019)必修 第三册3 实验：导体电阻率的测量课堂教学课件ppt
展开
这是一份人教版 (2019)必修 第三册3 实验：导体电阻率的测量课堂教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了实验自主学习，毫米刻度尺，实验互动探究，实验典例突破，课堂素养达标等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的1.掌握电压表、电流表、滑动变阻器的使用方法。2.掌握游标卡尺和螺旋测微器测量长度的原理及测量方法。3.学会伏安法测电阻,进一步测定导体的电阻率。二、实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0～0.6 A),电压表(0～3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器(游标卡尺)、毫米刻度尺。
三、实验原理1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R= )。电路原理图如图所示。
2.用___________测出金属丝的长度l,用螺旋测微器(游标卡尺)在金属丝的三个地方分别测量直径,求出金属丝的直径d的平均值,算出横截面积S(S= )。3.由电阻定律R=ρ ,得ρ= ,求出电阻率。
【实验过程】一、实验步骤1.测直径:用螺旋测微器(游标卡尺)在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出平均值d。2.连电路:按如图所示的电路图连接实验电路。
3.量长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量3次,并记录。4.求电阻:把滑动变阻器的滑动触头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触头的位置,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.拆除实验电路,整理好实验器材。
二、数据处理1.电阻R的值:方法一,平均值法:分别计算电阻值再求平均值;方法二,图像法:利用U -I图线的斜率求电阻。2.将测得的Rx、l、d的值,代入电阻率计算公式ρ= 中,计算出金属丝的电阻率。
三、实验注意事项1.为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,应该在连入电路之后在金属丝拉直的情况下进行。2.因一般金属丝电阻较小,为了减小实验的系统误差,必须选择电流表外接法。3.本实验若用限流式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态。4.电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化。
四、电流表、电压表测电阻两种方法的比较
五、伏安法测电阻的电路选择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。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:按图接好电路,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、滑动变阻器在电路中的两种调节方式(接法)1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法:(1)限流式:如图甲所示。电路结构:滑动变阻器与待测电阻串联在电路中。优点:电路结构简单,优先选用。局限性:①待测电阻两端电压或电流不能从零开始变化。②当滑动变阻器较小时,调节范围很小。甚至电压表或电流表量程较小时,滑动变阻器调至最大仍超量程。
(2)分压式:如图乙所示。电路结构:滑动变阻器一部分电阻与待测电阻先并联,其余电阻再串联在电路中。缺点:电路结构复杂,限流接法不能满足需要时才选用。优点:①待测电阻两端电压或电流能从零开始变化。②调节范围最大。
2.必须选用分压式的“3种情况”:(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式接法。(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化不明显,此时,应改用分压式接法。(3)若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式接法。
七、实验器材的选择选择的原则: 1.准确性原则:电压表、电流表在使用时要有较大偏转(指针偏转一般在满偏角度的 以上)。2.安全性原则:通过电源、电表、滑动变阻器、用电器的电流不能超过其允许的最大电流。3.便于操作原则:选择控制电路时,既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求,又要注意便于操作。滑动变阻器优先选择“限流”,若采用分压接法,应选阻值最小的变阻器。
4.常用电表的读数:对于电压表和电流表的读数问题,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,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。
【实验探究】1.实验过程中,应注意哪些方面的安全操作问题?提示:(1)接通开关前,注意检查电源是否短路,正确连接电表,以免损坏实验器材。(2)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。
2.本实验中,为了减小误差,实验过程应注意什么问题?提示:(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。(2)测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。(3)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。(4)在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6 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。
3.本实验可以做何改进?提示:(1)在求R的平均值时,可以用U-I图线的斜率求出。(2)根据实验的具体要求,也可能需要滑动变阻器的分压接法。
【类型1】测量仪器、仪表的读数【典例1】(1)如图1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 mm, mm, mm。 (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图2所示,则金属丝的直径是 mm。
(3)①图3使用0～0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数是 A;当使用0～3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A。 ②图4使用较小量程时,每小格表示 V,图中表针的示数为 V。若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示 V,图中表针示数为 V。
(4)旋钮式电阻箱如图5所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为 Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω,最简单的操作方法是__________。若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为 。
【解析】(1)最上面图读数:整毫米是17,不足1毫米数是7×0.1 mm=0.7 mm,最后结果是17 mm+0.7 mm=17.7 mm。中间图读数:整毫米是23,不足1毫米数是17×0.05 mm=0.85 mm,最后结果是23 mm+0.85 mm=23.85 mm。最下面图读数:整毫米是3,不足1毫米数是9×0.02 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15.0×0.01 mm,最后的读数:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。(3)①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。②电压表使用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,每小格为0.5 V,表针示数为8.5 V。
(4)电阻为1 987 Ω,最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω=19 998 Ω。故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。答案:(1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150(3)①0.02 0.44 0.1 2.20②0.1 1.70 0.5 8.5(4)1 987 将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到00～19 998 Ω
【素养训练】1.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为 mm,图(b)所示读数为 mm,所测金属板的厚度为 mm。
【解析】题图(a)的读数为1.0×0.01 mm=0.010 mm。题图(b)的读数为6.5 mm+37.0×0.01 mm=6.870 mm,故金属板的厚度d=6.870 mm-0.010 mm=6.860 mm。答案:0.010 6.870 6.860
2.如图所示的两把游标卡尺,它们的游标尺自左至右分别为20等分、50等分,它们的读数依次为 mm, mm。
【解析】20等分精确度为0.05 mm,所以游标卡尺1读数为:23 mm+4×0.05 mm=23.20 mm。50等分精确度为0.02 mm,所以游标卡尺2读数为:3 mm+10×0.02 mm=3.20 mm答案:23.20 3.20
【补偿训练】(1)用游标卡尺测量一个“圆柱形”导体的长度L,如图所示,则:L= cm;
(2)用螺旋测微器测量一个“圆柱形”导体的直径R,如图所示,则R= mm。
【解析】(1)用游标卡尺测量一个“圆柱形”导体的长度L,则:L=10.4 cm+0.005 cm×0=10.400 cm;(2)用螺旋测微器测量一个“圆柱形”导体的直径R,则R=2 mm+0.01 mm×15.0=2.150 mm。答案:(1)10.400 (2)2.150
【类型2】实验原理与操作【典例2】在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材:电池组(电动势为3 V,内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如表:
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图2所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx= Ω(保留两位有效数字)。
(4)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 (填选项前的符号)。 A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·mC.1×10-6 Ω·mD.1×10-8 Ω·m
【解析】(1)由图1所示螺旋测微器可知,其示数为:0 mm+39.8×0.01 mm=0.398 mm;(0.395～0.398均可)(3)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示:
由图示图像可知,第6组实验数据偏离图线太远,该组实验数据是错误的,应舍去,由图示图像可知,电阻Rx= ≈4.5 Ω(4)由电阻定律:R=ρ 得:ρ= ≈1.12×10-6 Ω·m,故A、B、D错误,C正确。答案:(1)0.398(0.395～0.398均可) (3)见解析图 4.5 (4)C
【素养训练】某同学要测量某圆柱体电阻Rx的电阻率ρ。(1)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径,如图所示,则其长度L= cm,直径d= mm。
(2)若待测电阻约为5 Ω,现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:A.电压表V1(量程0～3 V,内阻约3 kΩ)B.电压表V2(量程0～15 V,内阻约15 kΩ)C.电流表A1(量程0～3 A,内阻约0.01 Ω)D.电流表A2(量程0～0.6 A,内阻约0.1 Ω)E.滑动变阻器R1(0～20 Ω)F.滑动变阻器R2(0～500 Ω)G.电源E(电动势为3.0 V)及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,则电压表应选择 ,电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 (均选填各器材前的字母)。要求在流过圆柱体的电流相同的情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出圆柱体的阻值,实验电路应选用图中的 。
(3)利用以上所选电路测量,电流表示数为 A,电压表示数为 V。
【解析】(1)游标卡尺的固定刻度读数为7 cm=70 mm,游标读数为0.05×3 mm=0.15 mm,所以最终读数为7 cm+0.015 cm=7.015 cm;螺旋测微器的固定刻度读数为4.5 mm,可动刻度读数为0.01×10.0 mm=0.100 mm,所以最终读数为4.5 mm+0.100 mm=4.600 mm;
(2)电源E(电动势为3.0 V),故选A,电压表V1(量程0～3 V,内阻约3 kΩ),电路电流最大为 =0.6 A,为提高精确度,减小读数误差,选小量程电流表,故选D,电流表A2(量程0～0.6 A,内阻约0.1 Ω),用滑动变阻器来控制不超量程即可,由于要求在流过圆柱体的电流相同的情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出圆柱体的阻值,故滑动变阻器采用限流接法;采用限流接法时,为便于调节,滑动变阻器最大值应为待测电阻的2～4倍比较合适,所以滑动变阻器选E。滑动变阻器R1(0～20 Ω); =600> =50可知电流表应采用外接法,故电路图选择丁;
(3)由(2)可知,电流表量程为0～0.6 A,最小分度值为0.02 A,故电流表示数为:I=0.50 A;电压表量程为0～3 V,最小分度值为0.1 V,故读数为:U=2.60 V。答案:(1)7.015 4.600(4.598～4.602均可)(2)A D E 丁 (3)0.50 2.60
【类型3】数据处理和实物图的连线【典例3】导电玻璃是制造液晶显示器的主要材料之一。为测量某型号导电玻璃的电阻率,某研究性学习小组现选取长度L=2.5 m的圆柱体导电玻璃进行实验。请完成下列填空:(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图所示,则直径d= mm。
(2)然后用欧姆表粗测出该导电玻璃电阻约为1 200 Ω,为精确测量该导电玻璃的电阻Rx在额定电压下的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的 ,滑动变阻器易于调节。实验小组根据下面提供的器材,设计了一个实验方案。
①电流表应选用 ;定值电阻应选用 。 ②请在虚线框中补画出实验电路原理图,并标出所选器材对应的电学符号。
(3)若实验中该小组记录下电流表读数为1.2 mA,电压表读数为2.20 V,可求得该导电玻璃电阻率ρ= 。(保留三位有效数字)
【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规则可得直径d=1.5 mm+20.5×0.01 mm=1.705 mm。(2)由于滑动变阻器R阻值较小,为了易于调节,应采用分压式接法。测量该导电玻璃的电阻Rx的阻值应采用伏安法,且要求测量时电表的读数不小于其量程的 ,可将电流表A1和定值电阻R2串联后改装成电压表,故电流表应选用A1,定值电阻应选用R2。又因为电压表V的阻值已知,故可以作为电流表来使用,因为电压表V的阻值与待测导电玻璃的阻值相差不大,故应采用外接法。电路原理图如图所示。
(3)根据欧姆定律得该导电玻璃电阻Rx= ,再由电阻定律得Rx=ρ ,横截面积S=πr2= πd2,整理后得ρ= ,代入相关数据解得ρ=2.19×10-3 Ω·m。答案:(1)1.705(1.703～1.707都算正确)(2)①A1 R2 ②见解析图(3)2.19×10-3 Ω·m
【素养训练】现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ,其阻值Rx约为0.5 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A。现有如下器材可供选择:电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.6 Ω)电压表V(量程3 V,内阻约为3 kΩ)待测电阻丝Rx(阻值约为0.5 Ω)标准电阻R0(阻值5 Ω)滑动变阻器R1(5 Ω,2 A)滑动变阻器R2(200 Ω,1.5 A)
直流电源E(E=6 V,内阻不计)开关S、导线若干(1)图中为四位同学分别设计的测量电路的一部分,你认为合理的是 ;
(2)实验中滑动变阻器应该选择 (选填“R1”或“R2”),并采用 (选填“分压”或“限流”)式接法。 (3)根据你在(1)(2)中的选择,在图甲上完成实验电路的连接;
(4)实验中,如果两电表的读数分别为U和I,测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D,则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ= 。 (5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示,则该电阻丝的直径D= mm。
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知,电路中需要的最大电阻为:Rmax= Ω=30 Ω,所以变阻器应选R1,并且应采用分压式接法;电路中需要的最小电阻为:Rmin= Ω=10 Ω,为保护电流表应与一保护电阻串联,所以排除电路A,再根据待测电阻丝满足 ,
可知电流表应用外接法,所以应排除电路D,由于待测电阻丝阻值太小,用电压表直接测量时电压太小无法读数,所以应将待测电阻丝与保护电阻串联后再与电压表并联才行,所以合理的电路应是C。
(2)根据题(1)中的分析可知,变阻器应选 R1,并且应采用分压式接法;(3)实验连接电路实物图如图所示,
(4)根据图C及实验数据有:R0+Rx= ,再根据电阻定律有:Rx=ρ ,所以电阻丝的电阻率ρ= ;(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示,则该电阻丝的直径D=1 mm+20.5×0.01 mm=1.205 mm。答案:(1)C (2)R1 分压 (3)见解析(4) (5)1.205
【补偿训练】1.(2020·全国Ⅰ卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω,该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题:(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 (选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线 (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为 Ω(保留1位小数)。 (3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为 Ω(保留1位小数)。
【解析】(1)若将电压表跨接在O、P之间,I= ,解得U= ·I,根据一次函数关系可知对应斜率为 ,且Rx,结合图像的斜率可知kI>kII,所以Ⅱ图线是采用电压表跨接在O、P之间。(2)、(3)因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率估算待测电阻为50 Ω左右,而 =20、 =100,则 ,说明电流表的分压较小,电压表的分流较大,所以电压表应跨接在O、Q之间,所以选择图线I得到的结果较为准确。
根据图像可知Rx+RA= ≈50.5 Ω,考虑电流表内阻,修正后待测电阻的阻值Rx=50.5 Ω-0.5 Ω=50.0 Ω。答案:(1)O、P (2)I 50.5 (3)50.0
2.某实验室中有一捆铜电线,实验小组的同学想应用所学的电学知识来测量这捆电线的长度。他们设计了如图甲所示的电路来测量这捆电线的电阻Rx,图中a、b之间连接这捆电线;V1和V2可视为理想电压表;R为阻值范围为0～999.0 Ω的电阻箱;E为电源;R0为定值电阻;S为开关。采用如下步骤完成实验:
(1)先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d,如图乙所示,则d= mm; (2)按照图甲所示的实验原理图,完善图丙中的实物连线;
(3)闭合开关S,将电阻箱R调节到适当的阻值,记下此时电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2,则这捆电线的阻值表达式为Rx= (用R、U1、U2表示); (4)改变电阻箱的阻值R,记下R、U1、U2的多组数据,算出这捆电线的电阻Rx=2.6 Ω,已知该电线铜材料的电阻率为ρ=2.00×10-8 Ω·m,则这捆铜电线的长度为L= m(结果保留三位有效数字)。
【解析】(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:1 mm+20.0×0.01 mm=1.200 mm。(2)根据图甲电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
(3)电线的阻值表达式为Rx= ;(4)由电阻定律得:Rx=ρ = 电线长度:L= 代入数据解得:L≈1.47×102 m;答案:(1)1.200 (2)实物电路图见解析(3) (4)1.47×102
1.用游标卡尺测得某材料的长度如图甲所示,读数L= cm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数d= mm。
【解析】游标卡尺的主尺读数为10 mm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为10×0.05 mm=0.50 mm,所以最终读数为:10 mm+0.50 mm=10.50 mm=1.050 cm。螺旋测微器的固定刻度为1 mm,可动刻度为2.2×0.01 mm=0.022 mm,所以最终读数为1.0 mm+0.022 mm=1.022 mm。答案:1.050 1.022
2.用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图1所示,由图可以读出金属丝的直径d= mm;电流表、电压表的表盘如图2所示,由图可以读出电流强度I= A,电压U= V。
【解析】由图示螺旋测微器可知,其示数为:1.5 mm+19.9×0.01 mm=1.699 mm(1.697～1.700均可)电流表量程为0～0.6 A,由图示电流表可知,其分度值为0.02 A,示数为0.44 A;电压表量程为0～3 V,由图示电压表可知,其分度值为0.1 V,示数为2.20 V;答案:1.699 0.44 2.20
3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次,求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐,图中读数为 cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为 mm。
(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻,电阻的测量值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ= 计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。
【解析】(1)金属丝的长度为24.12～24.14 cm均可,直径读数为0.514～0.516 mm均可。(2)采用电流表外接法,由于电压表分流,从而电流表的测量值大于真实值,由R= 可知,电阻的测量值小于真实值。由R=ρ ,R= ,S= πd2,可得ρ= 答案:(1)24.13(24.12～24.14均可) 0.515(0.514～0.516均可) (2)偏小
4.在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中,(1)测量金属丝的直径时不再使用游标卡尺和螺旋测微器,而是采用刻度尺测量紧密绕制多匝的金属丝长度,求得直径。某次测量结果如图甲所示,则直径为 mm。
(2)如图乙所示是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据图示电路图,补充完整实物图的连线,并使开关闭合瞬间,电压表或电流表不会被烧坏。
(3)某同学利用正确的电路进行实验测量,数据如表所示:请根据表中数据,在坐标纸中作U-I图线,并由图线求出电阻值为 Ω。
【解析】(1)由题图可知,导线一共绕了20匝,总长36.4 mm,则导线的直径d= mm≈1.8 mm(2)实物连线如图所示,滑动变阻器采用分压式接法,电流表外接。
一、实验目的1.掌握电压表、电流表、滑动变阻器的使用方法。2.掌握游标卡尺和螺旋测微器测量长度的原理及测量方法。3.学会伏安法测电阻,进一步测定导体的电阻率。二、实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0～0.6 A),电压表(0～3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器(游标卡尺)、毫米刻度尺。
三、实验原理1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R= )。电路原理图如图所示。
2.用___________测出金属丝的长度l,用螺旋测微器(游标卡尺)在金属丝的三个地方分别测量直径,求出金属丝的直径d的平均值,算出横截面积S(S= )。3.由电阻定律R=ρ ,得ρ= ,求出电阻率。
【实验过程】一、实验步骤1.测直径:用螺旋测微器(游标卡尺)在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出平均值d。2.连电路:按如图所示的电路图连接实验电路。
3.量长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量3次,并记录。4.求电阻:把滑动变阻器的滑动触头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触头的位置,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.拆除实验电路,整理好实验器材。
二、数据处理1.电阻R的值:方法一,平均值法:分别计算电阻值再求平均值;方法二,图像法:利用U -I图线的斜率求电阻。2.将测得的Rx、l、d的值,代入电阻率计算公式ρ= 中,计算出金属丝的电阻率。
三、实验注意事项1.为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,应该在连入电路之后在金属丝拉直的情况下进行。2.因一般金属丝电阻较小,为了减小实验的系统误差,必须选择电流表外接法。3.本实验若用限流式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态。4.电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化。
四、电流表、电压表测电阻两种方法的比较
五、伏安法测电阻的电路选择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。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:按图接好电路,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、滑动变阻器在电路中的两种调节方式(接法)1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法:(1)限流式:如图甲所示。电路结构:滑动变阻器与待测电阻串联在电路中。优点:电路结构简单,优先选用。局限性:①待测电阻两端电压或电流不能从零开始变化。②当滑动变阻器较小时,调节范围很小。甚至电压表或电流表量程较小时,滑动变阻器调至最大仍超量程。
(2)分压式:如图乙所示。电路结构:滑动变阻器一部分电阻与待测电阻先并联,其余电阻再串联在电路中。缺点:电路结构复杂,限流接法不能满足需要时才选用。优点:①待测电阻两端电压或电流能从零开始变化。②调节范围最大。
2.必须选用分压式的“3种情况”:(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式接法。(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化不明显,此时,应改用分压式接法。(3)若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式接法。
七、实验器材的选择选择的原则: 1.准确性原则:电压表、电流表在使用时要有较大偏转(指针偏转一般在满偏角度的 以上)。2.安全性原则:通过电源、电表、滑动变阻器、用电器的电流不能超过其允许的最大电流。3.便于操作原则:选择控制电路时,既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求,又要注意便于操作。滑动变阻器优先选择“限流”,若采用分压接法,应选阻值最小的变阻器。
4.常用电表的读数:对于电压表和电流表的读数问题,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,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。
【实验探究】1.实验过程中,应注意哪些方面的安全操作问题?提示:(1)接通开关前,注意检查电源是否短路,正确连接电表,以免损坏实验器材。(2)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。
2.本实验中,为了减小误差,实验过程应注意什么问题?提示:(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。(2)测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。(3)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。(4)在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6 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。
3.本实验可以做何改进?提示:(1)在求R的平均值时,可以用U-I图线的斜率求出。(2)根据实验的具体要求,也可能需要滑动变阻器的分压接法。
【类型1】测量仪器、仪表的读数【典例1】(1)如图1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 mm, mm, mm。 (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图2所示,则金属丝的直径是 mm。
(3)①图3使用0～0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数是 A;当使用0～3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A。 ②图4使用较小量程时,每小格表示 V,图中表针的示数为 V。若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示 V,图中表针示数为 V。
(4)旋钮式电阻箱如图5所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为 Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω,最简单的操作方法是__________。若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为 。
【解析】(1)最上面图读数:整毫米是17,不足1毫米数是7×0.1 mm=0.7 mm,最后结果是17 mm+0.7 mm=17.7 mm。中间图读数:整毫米是23,不足1毫米数是17×0.05 mm=0.85 mm,最后结果是23 mm+0.85 mm=23.85 mm。最下面图读数:整毫米是3,不足1毫米数是9×0.02 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15.0×0.01 mm,最后的读数:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。(3)①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。②电压表使用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,每小格为0.5 V,表针示数为8.5 V。
(4)电阻为1 987 Ω,最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω=19 998 Ω。故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。答案:(1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150(3)①0.02 0.44 0.1 2.20②0.1 1.70 0.5 8.5(4)1 987 将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到00～19 998 Ω
【素养训练】1.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为 mm,图(b)所示读数为 mm,所测金属板的厚度为 mm。
【解析】题图(a)的读数为1.0×0.01 mm=0.010 mm。题图(b)的读数为6.5 mm+37.0×0.01 mm=6.870 mm,故金属板的厚度d=6.870 mm-0.010 mm=6.860 mm。答案:0.010 6.870 6.860
2.如图所示的两把游标卡尺,它们的游标尺自左至右分别为20等分、50等分,它们的读数依次为 mm, mm。
【解析】20等分精确度为0.05 mm,所以游标卡尺1读数为:23 mm+4×0.05 mm=23.20 mm。50等分精确度为0.02 mm,所以游标卡尺2读数为:3 mm+10×0.02 mm=3.20 mm答案:23.20 3.20
【补偿训练】(1)用游标卡尺测量一个“圆柱形”导体的长度L,如图所示,则:L= cm;
(2)用螺旋测微器测量一个“圆柱形”导体的直径R,如图所示,则R= mm。
【解析】(1)用游标卡尺测量一个“圆柱形”导体的长度L,则:L=10.4 cm+0.005 cm×0=10.400 cm;(2)用螺旋测微器测量一个“圆柱形”导体的直径R,则R=2 mm+0.01 mm×15.0=2.150 mm。答案:(1)10.400 (2)2.150
【类型2】实验原理与操作【典例2】在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材:电池组(电动势为3 V,内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如表:
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图2所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx= Ω(保留两位有效数字)。
(4)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 (填选项前的符号)。 A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·mC.1×10-6 Ω·mD.1×10-8 Ω·m
【解析】(1)由图1所示螺旋测微器可知,其示数为:0 mm+39.8×0.01 mm=0.398 mm;(0.395～0.398均可)(3)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示:
由图示图像可知,第6组实验数据偏离图线太远,该组实验数据是错误的,应舍去,由图示图像可知,电阻Rx= ≈4.5 Ω(4)由电阻定律:R=ρ 得:ρ= ≈1.12×10-6 Ω·m,故A、B、D错误,C正确。答案:(1)0.398(0.395～0.398均可) (3)见解析图 4.5 (4)C
【素养训练】某同学要测量某圆柱体电阻Rx的电阻率ρ。(1)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径,如图所示,则其长度L= cm,直径d= mm。
(2)若待测电阻约为5 Ω,现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:A.电压表V1(量程0～3 V,内阻约3 kΩ)B.电压表V2(量程0～15 V,内阻约15 kΩ)C.电流表A1(量程0～3 A,内阻约0.01 Ω)D.电流表A2(量程0～0.6 A,内阻约0.1 Ω)E.滑动变阻器R1(0～20 Ω)F.滑动变阻器R2(0～500 Ω)G.电源E(电动势为3.0 V)及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,则电压表应选择 ,电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 (均选填各器材前的字母)。要求在流过圆柱体的电流相同的情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出圆柱体的阻值,实验电路应选用图中的 。
(3)利用以上所选电路测量,电流表示数为 A,电压表示数为 V。
【解析】(1)游标卡尺的固定刻度读数为7 cm=70 mm,游标读数为0.05×3 mm=0.15 mm,所以最终读数为7 cm+0.015 cm=7.015 cm;螺旋测微器的固定刻度读数为4.5 mm,可动刻度读数为0.01×10.0 mm=0.100 mm,所以最终读数为4.5 mm+0.100 mm=4.600 mm;
(2)电源E(电动势为3.0 V),故选A,电压表V1(量程0～3 V,内阻约3 kΩ),电路电流最大为 =0.6 A,为提高精确度,减小读数误差,选小量程电流表,故选D,电流表A2(量程0～0.6 A,内阻约0.1 Ω),用滑动变阻器来控制不超量程即可,由于要求在流过圆柱体的电流相同的情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出圆柱体的阻值,故滑动变阻器采用限流接法;采用限流接法时,为便于调节,滑动变阻器最大值应为待测电阻的2～4倍比较合适,所以滑动变阻器选E。滑动变阻器R1(0～20 Ω); =600> =50可知电流表应采用外接法,故电路图选择丁;
(3)由(2)可知,电流表量程为0～0.6 A,最小分度值为0.02 A,故电流表示数为:I=0.50 A;电压表量程为0～3 V,最小分度值为0.1 V,故读数为:U=2.60 V。答案:(1)7.015 4.600(4.598～4.602均可)(2)A D E 丁 (3)0.50 2.60
【类型3】数据处理和实物图的连线【典例3】导电玻璃是制造液晶显示器的主要材料之一。为测量某型号导电玻璃的电阻率,某研究性学习小组现选取长度L=2.5 m的圆柱体导电玻璃进行实验。请完成下列填空:(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图所示,则直径d= mm。
(2)然后用欧姆表粗测出该导电玻璃电阻约为1 200 Ω,为精确测量该导电玻璃的电阻Rx在额定电压下的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的 ,滑动变阻器易于调节。实验小组根据下面提供的器材,设计了一个实验方案。
①电流表应选用 ;定值电阻应选用 。 ②请在虚线框中补画出实验电路原理图,并标出所选器材对应的电学符号。
(3)若实验中该小组记录下电流表读数为1.2 mA,电压表读数为2.20 V,可求得该导电玻璃电阻率ρ= 。(保留三位有效数字)
【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规则可得直径d=1.5 mm+20.5×0.01 mm=1.705 mm。(2)由于滑动变阻器R阻值较小,为了易于调节,应采用分压式接法。测量该导电玻璃的电阻Rx的阻值应采用伏安法,且要求测量时电表的读数不小于其量程的 ,可将电流表A1和定值电阻R2串联后改装成电压表,故电流表应选用A1,定值电阻应选用R2。又因为电压表V的阻值已知,故可以作为电流表来使用,因为电压表V的阻值与待测导电玻璃的阻值相差不大,故应采用外接法。电路原理图如图所示。
(3)根据欧姆定律得该导电玻璃电阻Rx= ,再由电阻定律得Rx=ρ ,横截面积S=πr2= πd2,整理后得ρ= ,代入相关数据解得ρ=2.19×10-3 Ω·m。答案:(1)1.705(1.703～1.707都算正确)(2)①A1 R2 ②见解析图(3)2.19×10-3 Ω·m
【素养训练】现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ,其阻值Rx约为0.5 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A。现有如下器材可供选择:电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.6 Ω)电压表V(量程3 V,内阻约为3 kΩ)待测电阻丝Rx(阻值约为0.5 Ω)标准电阻R0(阻值5 Ω)滑动变阻器R1(5 Ω,2 A)滑动变阻器R2(200 Ω,1.5 A)
直流电源E(E=6 V,内阻不计)开关S、导线若干(1)图中为四位同学分别设计的测量电路的一部分,你认为合理的是 ;
(2)实验中滑动变阻器应该选择 (选填“R1”或“R2”),并采用 (选填“分压”或“限流”)式接法。 (3)根据你在(1)(2)中的选择,在图甲上完成实验电路的连接;
(4)实验中,如果两电表的读数分别为U和I,测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D,则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ= 。 (5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示,则该电阻丝的直径D= mm。
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知,电路中需要的最大电阻为:Rmax= Ω=30 Ω,所以变阻器应选R1,并且应采用分压式接法;电路中需要的最小电阻为:Rmin= Ω=10 Ω,为保护电流表应与一保护电阻串联,所以排除电路A,再根据待测电阻丝满足 ,
可知电流表应用外接法,所以应排除电路D,由于待测电阻丝阻值太小,用电压表直接测量时电压太小无法读数,所以应将待测电阻丝与保护电阻串联后再与电压表并联才行,所以合理的电路应是C。
(2)根据题(1)中的分析可知,变阻器应选 R1,并且应采用分压式接法;(3)实验连接电路实物图如图所示,
(4)根据图C及实验数据有:R0+Rx= ,再根据电阻定律有:Rx=ρ ,所以电阻丝的电阻率ρ= ;(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示,则该电阻丝的直径D=1 mm+20.5×0.01 mm=1.205 mm。答案:(1)C (2)R1 分压 (3)见解析(4) (5)1.205
【补偿训练】1.(2020·全国Ⅰ卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω,该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题:(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 (选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线 (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为 Ω(保留1位小数)。 (3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为 Ω(保留1位小数)。
【解析】(1)若将电压表跨接在O、P之间,I= ,解得U= ·I,根据一次函数关系可知对应斜率为 ,且
根据图像可知Rx+RA= ≈50.5 Ω,考虑电流表内阻,修正后待测电阻的阻值Rx=50.5 Ω-0.5 Ω=50.0 Ω。答案:(1)O、P (2)I 50.5 (3)50.0
2.某实验室中有一捆铜电线,实验小组的同学想应用所学的电学知识来测量这捆电线的长度。他们设计了如图甲所示的电路来测量这捆电线的电阻Rx,图中a、b之间连接这捆电线;V1和V2可视为理想电压表;R为阻值范围为0～999.0 Ω的电阻箱;E为电源;R0为定值电阻;S为开关。采用如下步骤完成实验:
(1)先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d,如图乙所示,则d= mm; (2)按照图甲所示的实验原理图,完善图丙中的实物连线;
(3)闭合开关S,将电阻箱R调节到适当的阻值,记下此时电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2,则这捆电线的阻值表达式为Rx= (用R、U1、U2表示); (4)改变电阻箱的阻值R,记下R、U1、U2的多组数据,算出这捆电线的电阻Rx=2.6 Ω,已知该电线铜材料的电阻率为ρ=2.00×10-8 Ω·m,则这捆铜电线的长度为L= m(结果保留三位有效数字)。
【解析】(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:1 mm+20.0×0.01 mm=1.200 mm。(2)根据图甲电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
(3)电线的阻值表达式为Rx= ;(4)由电阻定律得:Rx=ρ = 电线长度:L= 代入数据解得:L≈1.47×102 m;答案:(1)1.200 (2)实物电路图见解析(3) (4)1.47×102
1.用游标卡尺测得某材料的长度如图甲所示,读数L= cm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数d= mm。
【解析】游标卡尺的主尺读数为10 mm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为10×0.05 mm=0.50 mm,所以最终读数为:10 mm+0.50 mm=10.50 mm=1.050 cm。螺旋测微器的固定刻度为1 mm,可动刻度为2.2×0.01 mm=0.022 mm,所以最终读数为1.0 mm+0.022 mm=1.022 mm。答案:1.050 1.022
2.用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图1所示,由图可以读出金属丝的直径d= mm;电流表、电压表的表盘如图2所示,由图可以读出电流强度I= A,电压U= V。
【解析】由图示螺旋测微器可知,其示数为:1.5 mm+19.9×0.01 mm=1.699 mm(1.697～1.700均可)电流表量程为0～0.6 A,由图示电流表可知,其分度值为0.02 A,示数为0.44 A;电压表量程为0～3 V,由图示电压表可知,其分度值为0.1 V,示数为2.20 V;答案:1.699 0.44 2.20
3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次,求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐,图中读数为 cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为 mm。
(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻,电阻的测量值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ= 计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。
【解析】(1)金属丝的长度为24.12～24.14 cm均可,直径读数为0.514～0.516 mm均可。(2)采用电流表外接法,由于电压表分流,从而电流表的测量值大于真实值,由R= 可知,电阻的测量值小于真实值。由R=ρ ,R= ,S= πd2,可得ρ= 答案:(1)24.13(24.12～24.14均可) 0.515(0.514～0.516均可) (2)偏小
4.在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中,(1)测量金属丝的直径时不再使用游标卡尺和螺旋测微器,而是采用刻度尺测量紧密绕制多匝的金属丝长度,求得直径。某次测量结果如图甲所示,则直径为 mm。
(2)如图乙所示是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据图示电路图,补充完整实物图的连线,并使开关闭合瞬间,电压表或电流表不会被烧坏。
(3)某同学利用正确的电路进行实验测量,数据如表所示:请根据表中数据,在坐标纸中作U-I图线,并由图线求出电阻值为 Ω。
【解析】(1)由题图可知,导线一共绕了20匝,总长36.4 mm,则导线的直径d= mm≈1.8 mm(2)实物连线如图所示,滑动变阻器采用分压式接法,电流表外接。
相关课件
高中人教版 (2019)3 实验：导体电阻率的测量教学课件ppt： 这是一份高中人教版 (2019)<a href="/wl/tb_c163128_t3/?tag_id=26" target="_blank">3 实验：导体电阻率的测量教学课件ppt</a>，共41页。PPT课件主要包含了导学·掌握必备知识，共研·突破关键能力，精练·落实学科素养，电阻R，长度l，直径d，滑动变阻器，电流值，U-I，刻度尺等内容，欢迎下载使用。
高中人教版 (2019)3 实验：导体电阻率的测量图文课件ppt： 这是一份高中人教版 (2019)<a href="/wl/tb_c163128_t3/?tag_id=26" target="_blank">3 实验：导体电阻率的测量图文课件ppt</a>，共17页。PPT课件主要包含了环节一设计实验思路，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
粤教版 (2019)必修 第三册第三节 测量金属丝的电阻率备课ppt课件： 这是一份粤教版 (2019)必修 第三册第三节 测量金属丝的电阻率备课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前•自主预习，游标卡尺的读数，螺旋测微器的读数，游标卡尺，螺旋测微器，三个不同，课堂•重难探究，游标卡尺的读数方法，螺旋测微器的读数方法，实验原理和步骤等内容，欢迎下载使用。
