届一轮复习人教版 第8章 实验8 测定金属的电阻率 教案Word格式文档下载.docx
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2.考查螺旋测微器的读数[第
(2)问]
方法:
固定刻度数mm+可动刻度数(估读一位)×
0.01mm.
3.考查电流表和电压表的读数[第(3)问]
(1)若刻度盘上每一小格为:
1,0.1,0.001…时,需估读到最小刻度值的下一位.
(2)若刻度盘上每一小格为:
0.2,0.02,0.5,0.05…时,只需估读到最小刻度值的位数.
[母题迁移]
1.用20分度的游标卡尺测量某工件的内径时,示数如图实84甲所示,由图可知其长度为______cm;
用螺旋测微器测量某圆柱体的直径时,示数如图乙所示,由图可知其直径为______mm.
甲 乙
图实84
【解析】 游标卡尺读数50mm+0.05×
3mm=50.15mm=5.015cm.
螺旋测微器读数4.5mm+0.01×
20.0mm=4.700mm.
【答案】 5.015 4.700(或4.701)
2.电流表量程一般有两种——0~0.6A,0~3A;
电压表量程一般有两种——0~3V,0~15V.如图实85所示:
图实85
(1)接0~3V量程时读数为________V.
(2)接0~15V量程时读数为________V.
(3)接0~3A量程时读数为________A.
(3)接0~0.6A量程时读数为________A.
【答案】
(1)1.88
(2)9.4 (3)0.80 (4)0.16
考点二|实验原理与实物连图
[母题] 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值.
(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);
实验电路应采用图实86中的________(选填“甲”或“乙”).
图实86
(2)图实87是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在
(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线.
图实87
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图实88所示,可得该电阻的测量值Rx=
=________Ω.(保留2位有效数字)
图实88
(4)若在
(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是________;
若在
(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________.(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
【解析】
(1)若采用限流式接法,则电路中的最小阻值R=
=
≈6.7Ω,与待测电阻Rx的阻值较接近,故电流表应选用B,电压表应选用C,实验电路应采用图6中的甲图.
(2)
(3)由图8可得该电阻的测量值Rx=
=5.2Ω.
(4)若在
(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经Rx的电流值;
若在
(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是电压表测量值大于Rx两端的电压值.
【答案】
(1)B C 甲
(2)如图所示 (3)5.2 (4)B D
1.考查电表的选择[第
(1)问前两空]
(1)电流表的选择
①根据电路中的最大电流来选择(如本题).
②根据用电器的额定电流来选择.
(2)电压表的选择
①根据被测电阻上的最大电压来选择(如本题).
②根据电源电动势选择.
2.考查电流表内、外接法的使用方法[第
(1)问第三空]
(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.简单概括为“大内偏大,小外偏小”.
(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:
按图所示接好电路,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.
3.考查实物图连线的技巧[第
(2)问]
(1)总的原则:
先串后并,接线到柱,注意量程和正负.
(2)对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处).
(3)对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动头的电势高低,根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况,将“伏安法”部分接入该两点间.(注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处)
4.考查电表读数及数据处理[第(3)问]
电流表示数为0.50A,电压表示数为2.60V,代入公式即可计算待测电阻的阻值,注意有效数字的要求.
5.考查伏安法测电阻的误差分析[第(4)问]
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压U测=Ux+UA
电压表分流I测=Ix+IV
电阻测量值
R测=
=Rx+RA>
Rx
测量值大于真实值
<
测量值小于真实值
1.(2016·
全国甲卷)某同学利用图实89所示电路测量量程为2.5V的电压表
的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:
电阻箱R(最大阻值99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ),直流电源E(电动势3V),开关1个,导线若干.
图实89
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”).
(2)根据图图实89所示电路将图实810中实物图连线.
图实810
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号).
A.100μA B.250μA
C.500μAD.1mA
【解析】
(1)滑动变阻器R1的阻值较小,在分压电路中便于调节,故实验中应选择滑动变阻器R1.
(2)实物图连线如图所示.
(3)电阻箱阻值为0时,电压表满偏电压Ug=2.5V,电阻箱阻值R=630.0Ω时,电压表的示数UV=2.00V,此时电阻箱两端的电压UR=Ug-UV=0.5V,根据串联电路电压与电阻成正比可得
,
故Rg=
R=
×
630.0Ω=2520Ω.
(4)电压表的满偏电流为Ig,则IgRg=Ug,
故Ig=
A≈1mA,选项D正确.
【答案】
(1)R1
(2)如图所示 (3)2520 (4)D
2.实验室新购进一捆长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测此铜导线的电阻率ρ,如图实811所示,回答下列问题:
甲
乙 丙
图实811
(1)首先用螺旋测微器测量合金丝的直径d.在测砧与测微螺杆与被测铜导线将要接触时,应转动部件________(选填“A”“B”或“C”),当听到“喀喀”声时,从图甲中读出合金丝的直径d=________mm.
(2)在测量铜导线的电阻Rx时,该同学用9根导线将器材连接如图乙.电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零,保护电阻R0=3.00Ω.
①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“左”“右”或“中间位置”)端;
②闭合开关后,反复调节滑动变阻器,发现电压表、电流表的示数均不能调为零.若只有一根导线断路,则这根导线是________;
(填数字代号)
③排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.35V时,电流表的示数如图丙所示,其读数为______A.
(3)由以上数据可求得ρ=________Ω·
m.(保留2位有效数字)
【解析】
(1)在测砧和测微螺杆与被测铜导线将要接触时,为防止被测铜导线被挤压变形而出现较大的测量误差,应转动微调旋钮C.螺旋测微器固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为13.0×
0.01mm=0.130mm,则铜导线的直径d=1mm+0.130mm=1.130mm(1.128~1.132mm均可);
(2)①滑动变阻器分压接法中,闭合开关前,应使被测电路部分处于短接状态,即电流为0,故将滑片移至最左端;
②闭合开关后,调节滑动变阻器能控制电路,说明电路是完好的,而电压表、电流表的示数均不能调为零,说明将滑动变阻器分压接法接成了限流接法,故是导线3断路;
③量程为0.6A的电流表最小分度为0.02A,读数应估读到0.01A,故电流表的读数为0.50A;
(3)根据器材连接图,由欧姆定律Rx+R0=
Ω=4.70Ω,故铜导线的电阻Rx=1.70Ω,由电阻定律可得Rx=ρ
,S=
πd2,故铜导线的电阻率ρ=
,代入数据解得ρ=1.7×
10-8Ω·
m.
【答案】
(1)C 1.130(1.128~1.132)
(2)①左 ②3 ③0.50(0.49~0.51) (3)1.7×
10-8
考点三|实验拓展与创新
●创新点1 测量圆柱体的电阻率
1.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需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实812(a)和(b)所示,长度为________cm,直径为________mm.
图实812
(2)按图(c)连接电路后,实验操作如下:
(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________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;
(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(选填“大”或“小”),将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1280Ω;
(3)由此可知,圆柱体的电阻为________Ω.
【导学号:
92492321】
【解析】
(1)游标卡尺的精度为0.1mm,所以L=(50+1×
0.1)mm=5.01cm,螺旋测微器的读数为d=(5+31.5×
0.01)mm=5.315mm.
(2)(a)为了保护电流表,在接通电路之前,要使电路中的总电阻尽可能大,然后慢慢减小电路中的电阻.
(b)为使电路电流较小,使电流表示数逐渐变大,电阻箱阻值也应先调至最大.
(3)将S1闭合,S2拨向接点1时,其等效电路图如图甲所示.
当S2拨向2时,其等效电路图如图乙所示.
由闭合电路欧姆定律知I=
,当I相同均为I0时,R2=R圆柱体,所以R圆柱体=1280Ω.
【答案】
(1)5.01 5.315
(2)(a)大 (b)大 (3)1280
●创新点2 测量金属管线的电阻率
2.有一根细长且均匀的空心金属管线,长约30cm,电阻约为5Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,现在要尽可能精确测定它的内径d.
(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图实813甲所示,从图中读出外径为________mm,应用________(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L.
图实813
(2)测量金属管线的电阻R,为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3V,内阻约10kΩ
B.电压表0~15V,内阻约50kΩ
C.电流表0~0.6A,内阻约0.05Ω
D.电流表0~3A,内阻约0.01Ω
E.滑动变阻器,0~10Ω
F.滑动变阻器,0~100Ω
要求较准确地测出其阻值,电压表应选________,电流表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)
(3)实验中他的实物接线如图实813乙所示,请指出接线中的两处明显错误.
错误1:
___________________________________________________
错误2:
____________________________________________________
(4)用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示),推导出计算金属管线内径的表达式d=________.
(5)在实验中,下列说法正确的是( )
A.为使电流表读数明显,应使电流尽可能大些
B.为操作方便,中间过程可保持开关S一直处于闭合状态
C.千分尺的精确度是千分之一毫米
D.用千分尺测量直径时必须估读一位
【解析】
(1)螺旋测微器的读数为:
D=5mm+20.0×
0.01mm=5.200mm;
测量30cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量.
(2)由于两节干电池的电动势为3V,所以电压表应选A;
由于通过金属管的最大电流为Im=
A=0.6A,所以电流表应选C;
为了较准确地测出其阻值,滑动变阻器应选E.
(3)由于待测金属管阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,连线图中的两处明显错误分别是:
导线连接在滑动变阻器的滑片上;
采用了电流表内接法.
(4)设金属管线内径为d,根据电阻定律应有:
又R=
联立可得:
d=
(5)由金属的电阻率随温度的升高而增大可知,通过待测金属管线的电流不能太大,所以A错误;
为减小温度的影响,中间过程应断开开关,所以B错误;
千分尺的精确度是0.01mm,即应精确到
毫米,所以C错误;
千分尺读数时必须估读一位,即估读到0.001mm,所以D正确.
【答案】
(1)5.200 毫米刻度尺
(2)A C E
(3)导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 (4)
(5)D
●创新点3 测量导电液体的电阻率
3.如图实814所示是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图.图中均匀的长直玻璃管内径为d,里面充满待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L.
图实814
(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中导电液体用电阻Rx表示.
(2)在接通电路前,为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最________端(填“左”或“右”).在电路调试时,该同学发现:
闭合开关S1后,单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5V、电流表示数为180μA;
单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6V、电流表示数为164μA.正式测量时,为减小实验误差,单刀双掷开关S2应接到________点(选填“a”或“b”).
(3)该同学正确完成实验,测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ=________(用R0、L、d等表示).
【解析】
(1)电路原理图如图所示
(2)接通电路前为保证电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,即滑片应移到最右端.分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大,电压表示数变化小,说明电流表对示数影响较小,即电流表内阻远小于被测电阻,为减小误差应当采用电流表内接法,故接b点.
(3)根据欧姆定律R=
、电阻定律ρ=
及S=π(
)2可得电阻率ρ=
【答案】
(1)如图所示
(2)右 b (3)
视角1:
实验原理的创新
教材中实验是测量金属丝的电阻率,可以采用教材实验的原理测定导线的长度或导线的电阻.
视角2:
实验器材的创新
(1)实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径,可将电阻丝紧密的缠绕在圆柱形铅笔上30~50匝,测总长度,然后求出直径.
(2)还可以把电压表、电流表更换为电压、电流传感器.
视角3:
测量对象的创新
可以将测金属丝的电阻率,改为测圆柱体金属、圆桶形薄片、电解液等的电阻率.
视角4:
测量方法的创新
测量电阻时还可应用等效替代法、半偏法、多用电表、电桥法、双电流表法、双电压表法等.
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- 届一轮复习人教版 第8章 实验8 测定金属的电阻率 教案 一轮 复习 人教版 实验 测定 金属 电阻率