高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章恒定電流實驗8探究導(dǎo)體電阻與其影響因素包括材料的關(guān)系學(xué)案.docx

實驗8探究導(dǎo)體電阻與其影響因素（包括材料）的關(guān)系實驗原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d，計算出橫截面積S，并用伏安法測出電阻Rx，即可計算出金屬絲的電阻率。把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻R實驗器材電源，開關(guān)，滑動變阻器，電壓表，刻度尺，四段不同的金屬導(dǎo)體a、b、c、d（a、b、c為鎳鉻合金絲，d為康銅絲；a、b長度不同，橫截面積相同；c橫截面積與a不同，長度相同；d的橫截面積與長度都與a相同）。實驗步驟（1）測量各段金屬絲的橫截面積。（2）請按照如圖1所示的電路圖連接好電路，并將滑動變阻器調(diào)到阻值最大處。圖1（3）測量金屬絲接入電路的有效長度。（4）閉合開關(guān)，用電壓表分別測量a、b、c、d四段金屬絲兩端的電壓，從而知道它們的電阻比。（5）比較a、b的電阻之比與它們的長度之比；比較a、c的電阻之比與它們的橫截面積之比；比較a、d的電阻是否相等。（6）改變滑動變阻器滑片的位置，獲得多組實驗數(shù)據(jù)。（7）總結(jié)得出導(dǎo)體的電阻與它的長度、橫截面積、材料這三個因素的關(guān)系。注意事項（1）通電時間不宜太長，電流要小。（2）開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的阻值要取最大值。（3）注意電表的正、負接線柱接線是否正確，量程要適當(dāng)。（4）導(dǎo)線長度測量要注意測導(dǎo)線接入電路的有效長度。熱點一教材原型實驗【例1】“探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系”的實驗電路如圖2所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲。現(xiàn)有四根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲，其規(guī)格如下表所示。圖2編號材料長度/m橫截面/mm2A鎳鉻合金0.80.8B鎳鉻合金0.50.5C鎳鉻合金0.30.5D鎳鉻合金0.31.0E康銅合金0.30.5F康銅合金0.80.8（1）電路中四種金屬絲應(yīng)分別選用上表中的（用編號表示）。（2）某學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)分析歸納出：電路圖中四種金屬絲的電阻R與長度L、橫截面積S的關(guān)系可用比例式R來表示。你認為是否正確，為什么？_（3）在交流合作時，有位同學(xué)提出用如下圖3所示的電路，只要將圖中P端分別和1、2、3、4相接，讀出電流，利用電流跟電阻成反比的關(guān)系，也能探究出導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，請你對其作出評價。圖3解析（1）本實驗采用的是控制變量法，分別選用導(dǎo)體材料相同、橫截面積相同時，導(dǎo)體的長度不同，B、C符合要求；選用導(dǎo)體材料相同、長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積不同，C、D符合要求；選用導(dǎo)體橫截面積相同、長度相同時，導(dǎo)體的材料不同，C、E符合要求。故選B、C、D、E。（2）不正確，因為它們的材料不完全相同（3）不能探究出。實驗過程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓相等答案（1）BCDE（2）見解析（3）見解析熱點二實驗拓展創(chuàng)新【例2】（2016浙江理綜）某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 k的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表。采用分壓電路接線，圖4甲是實物的部分連線圖，待測電阻為圖乙中的R1，其阻值約為5 。圖4（1）測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接（填a或b）、導(dǎo)線連接（填c或d）。（2）正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如表，用作圖法求得R1的阻值為。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53（3）已知圖乙中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長是R1的，若測R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選（填選項）。A.連接a，連接c B.連接a，連接dC.連接b，連接c D.連接b，連接d解析（1）因電壓表的內(nèi)阻遠大于待測電阻R1的阻值，則電流表采用外接法，而滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接a，導(dǎo)線連接d；（2）建立坐標系描點連線如答案圖所示，則R1 4.5 ；（3）根據(jù)電阻定律可得，R，故R2R1，要測R2的阻值，與測量R1一樣，最優(yōu)的連線應(yīng)連接a，連接d，選項B正確。答案（1）ad（2）如圖所示4.44.7（3）B1.如圖5所示為“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”的電路。a、b、c、d是不同的金屬導(dǎo)體，b、c、d與a相比，分別只有一個因素不同：b與a長度不同，c與a橫截面積不同，d與a材料不同，各導(dǎo)體兩端的理想電壓表的示數(shù)分別用Ua、Ub、Uc、Ud表示。下列說法錯誤的是（）圖5A.開關(guān)閉合前，需移動滑片使滑動變阻器的阻值最大B.研究電阻與長度的關(guān)系時，需分別測量a、b兩條導(dǎo)體兩端的電壓值C.如果UaUc，說明導(dǎo)體c的橫截面積大于導(dǎo)體a的橫截面積D.如果UaUd，說明導(dǎo)體d材料的電阻率大于導(dǎo)體a材料的電阻率答案C2.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為5 ，實驗室備有下列實驗器材：E.變阻器R1（010 ，0.6 A）F.變阻器R2（02 000 ，0.1 A）G.電池組E（電動勢為3 V，內(nèi)阻約為0.3 ）H.開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）為減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有（填代號）。（2）為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖6中（選填“甲”或“乙”）為該實驗的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把圖7中的實物圖用線連接起來。圖6圖7解析（1）由于電源的電動勢為3 V，所以電壓表應(yīng)選A；被測電阻約為5 ，電路中的最大電流約為I A0.6 A，電流表應(yīng)選D；根據(jù)變阻器允許通過的最大電流可知，變阻器應(yīng)選E；還要選用電池和開關(guān)，導(dǎo)線若干。故應(yīng)選用的實驗器材有ADEGH。（2）由于應(yīng)采用電流表外接法，應(yīng)選圖乙所示電路，實物連接如圖所示。答案（1）ADEGH（2）乙實物圖見解析3.（20174月浙江選考）小明用電學(xué)方法測量電線的長度。首先，小明測得電線銅芯的直徑為1.00 mm，估計其長度不超過50 m（已知銅的電阻率為1.75108 m）。現(xiàn)有如下實驗器材：量程為3 V、內(nèi)阻約為3 k的電壓表；量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表；阻值為020 的滑動變阻器；內(nèi)阻可忽略、輸出電壓為3 V的電源；阻值為R04.30 的定值電阻，開關(guān)和導(dǎo)線若干。小明采用伏安法測量電線電阻，正確連接電路后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表的示數(shù)從0開始增加，當(dāng)示數(shù)為0.50 A時，電壓表示數(shù)如圖8甲所示，讀數(shù)為V。根據(jù)小明測量的信息，圖乙中P點應(yīng)該（選填“接a”“接b”“接c”或“不接”），Q點應(yīng)該（選填“接a”“接b”