第26講.實驗10：測定金屬絲的電阻率.學生版

錯題不再錯就無敵了！ 實驗：測定金屬絲的電阻率2014年高考解決方案上課時間實驗：測定金屬絲的電阻率2014年高考解決方案上課時間：學生姓名：高考解決方案第一階段·模塊課程·實驗·測定金屬絲的電阻率Pageof10第26講實驗10測定金屬絲的電阻率2014年高考怎么考2014年高考怎么考考點解讀2011年2012年2013年18分18分知識講解知識講解1．實驗目的學會使用安培表、電壓表、螺旋測微器及正確讀數(shù)，會用伏安法測電阻，測定金屬電阻率．2．實驗原理根據(jù)電阻定律公式，只要測出金屬導線長和它的直徑，計算出導線橫截面積，用伏安法測出金屬線的電阻，即可計算出導線電阻率．3．實驗器材金屬絲、米尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、直流電源、開關、滑動變阻器、導線若干．4．實驗步驟（1）用螺旋測微器在被測金屬導線上三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值，計算出導線的橫截面積．（2）按圖所示連接好用伏安法測電阻的實驗電路．（3）用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，反復測量3次，求出其平均值．（4）把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認無誤后，閉合開關．改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)和的值，記入記錄表格內(nèi)，斷開開關．求出導線電阻的平均值．（5）將測得、、的值，代入電阻率計算公式中，計算出金屬導線的電阻率．（6）拆去實驗線路，整理好實驗器材．5．注意事項（1）本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法．（2）實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主干線路（閉合電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端．（3）測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩并入點間的部分為待測導線長度．測量時應將導線拉直．（4）測金屬絲直徑時，要選三個不同位置測量求平均值．（5）閉合開關之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置．（6）在用伏安法測電阻時，通過待測導線的電流強度的值不宜過大（電流表用量程），通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大．6．誤差分析（1）金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差．（2）測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響，因為電流表外接，所以，由，知．（3）通電電流過大，時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差．用伏安法測未知電阻Rx時，若不知Rx的大約數(shù)值，為了選擇正確的電流表接法以減小誤差，可將儀器如圖所示接好，只空出一個電壓表的一個接頭K，然后將K分別與a，b接觸一下，觀察電壓表和電流表示數(shù)變化情況，則（）A．若電流表示數(shù)有顯著變化，K應按aB．若電流表示數(shù)有顯著變化，K應按bC．若電壓表示數(shù)有顯著變化，K應按aD．若電壓表示數(shù)有顯著變化，K應按b如圖所示為伏安法測電阻的一種常用電路．下列分析中正確的是（）A．此接法的測量值大于真實值B．此接法的測量值小于真實值C．此接法要求待測電阻值小于電流表內(nèi)阻D．開始實驗時滑動變阻器滑片P應處在最左端用伏安法來測電阻，可以有兩種方法把電壓表和電流表連入電路，如圖所示．下列描述正確的是（）A．采用甲圖測電阻誤差最小B．采用乙圖測電阻誤差最小C．待測電阻的阻值比電壓表的電阻值小的越多，采用甲圖測電阻誤差越小D．待測電阻的阻值比電流表的電阻值小的越多，采用乙圖測電阻誤差越小用伏安法測電阻時，按甲圖所示電路測得的結(jié)果是R1，按乙圖所示電路測得的結(jié)果是R2，若電阻的真實值是R，則（）A．R1＞R＞R2 B．R1＜R＜R2 C．R＜R1，R＜R2 D．R＞R1，R＞R2在“測定金屬絲的電阻率”實驗中，以下操作中錯誤的是（）A．用米尺測量金屬絲的全長三次，算出其平均值B．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測電阻時采用電流表外接電路，多次測量后算出平均值D．實驗中保持金屬絲的溫度不變用一段長為80cm的金屬絲做“測定金屬的電阻率”的實驗。已知金屬絲的電阻約為6。（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，結(jié)果如圖所示，由此可知金屬絲直徑的測量結(jié)果為__________mm。（2）在用電壓表和電流表測金屬絲的電阻時，提供下列供選擇的器材：A．直流電源（電動勢約為4.5V，內(nèi)阻很?。〣．電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約）C．電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約）D．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約）E．電流表（量程0～3A，內(nèi)阻約）F．滑動變阻器（阻值范圍0～，最大允許電流1A）G．滑動變阻器（阻值范圍0～，最大允許電流2A）H．開關、導線要求有較高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)，在供選擇的器材中，電流表應選擇________，電壓表應選擇________，滑動變阻器應選擇________。（填字母代號）（3）根據(jù)上面選擇器材，完成圖中實驗電路的連接。某同學要測量一段未知材料電阻絲的電阻率，已知電阻絲的長度為L，電阻約為，可提供的器材有：A．電流表G，內(nèi)阻，滿偏電流B．電流表A，內(nèi)阻約為，量程為0~250mAC．螺旋測微器D．電阻箱（，0.5A）E．滑動變阻器（，1A）F．干電池組（3V，）G．一個開關和導線若干他進行了以下操作：（1）用螺旋測微器測量這段電阻絲的直徑。如圖所示為螺旋測微器的示數(shù)部分，則該次測量測得電阻絲的直徑__________。（2）把電流表G與電阻箱串聯(lián)當作電壓表用。這塊“電壓表”最大能測量3V的電壓，則電阻箱的阻值應調(diào)為。（3）設計實驗電路圖。圖中虛線框里只是他設計的實驗電路圖的一部分，請將電路圖補畫完整。（4）實驗電路連接。請根據(jù)設計的合理的電路圖進行正確的電路連線。（5）測量并計算電阻率。閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某確定位置，電流表G的示數(shù)為，電流表A的示數(shù)為。請用測得的物理量和已知量寫出計算電阻率的表達式。影響物質(zhì)材料由電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減?。痴n題研究組需要研究某種導電材料的導電規(guī)律，他們用該導電材料制作成電阻較小的線狀元件做實驗，測量元件中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律．（1）他們應選用下圖所示的哪個電路進行實驗？答：（2）在答題紙上，按照正確的電路圖，連接圖中的實物圖（3）實驗測得元件的電壓與電流的關系如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件是金屬材料還是半導體材料？答：．（4）把元件接入如圖所示的電路中，當電阻的阻值為時，電流表的讀數(shù)為；當電阻的阻值為時，電流表的讀數(shù)為．結(jié)合上表數(shù)據(jù)，求出電池的電動勢為V，內(nèi)阻為．（不計電流表的內(nèi)阻，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（5）用螺旋測微器測得線狀元件的直徑如圖所示，則元件的直徑是____． 某同學做“測量金屬絲電阻率”的實驗．（1）首先，他用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，并求出其平均值作為金屬絲的直徑d．其中某次測量如圖所示，這次測量對應位置金屬導線的直徑為__________________mm；（2）然后他測量了金屬絲的電阻．實驗中使用的器材有：a．金屬絲（長度為，電阻約）b．直流電源（，內(nèi)阻不計）c．電流表（200mA，內(nèi)阻約）d．電壓表（3V，內(nèi)阻約3kΩ）e．滑動變阻器（，）f．定值電阻（，）g．定值電阻（，）h．定值電阻（，）i．開關，導線若干該同學實驗時的電路圖如圖所示，且在實驗中兩塊電表的讀數(shù)都能接近滿偏值，定值電阻應該選_____________（選填“”、“”或“”）；（3）該同學根據(jù)測量時電流表的讀數(shù)I、電壓表的讀數(shù)U描繪的U—I圖象如圖所示，根據(jù)圖象可以求得金屬絲的電阻為=_______（4）設法保持金屬絲的溫度不變，而逐漸減小上述金屬絲（長度為）接入電路的長度x，當電壓表的示數(shù)保持不變時，下列圖象中正確反映了金屬絲電阻消耗的功率P隨x變化規(guī)律的是ABCD圖9圖8d0圖9圖8d0110200mm①用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖9所示，金屬管線的外徑為_________mm；②現(xiàn)有如下器材A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）B．電流表（量程3A，內(nèi)阻約0.03Ω）C．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）D．滑動變阻器（1750Ω，0.3A）E．滑動變阻器（15Ω，3A）F．蓄電池（6V，內(nèi)阻很小）G．開關一個，帶夾子的導線若干要進一步精確測量金屬管線樣品的阻值，電流表應選_____，滑動變阻器應選_____。（只填代號字母）。③請將圖10所示的實際測量電路補充完整。圖10圖10④已知金屬管線樣品材料的電阻率為，通過多次測量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的截面積S，在前面實驗的基礎上，還需要測量的物理量是___________。計算中空部分截面積的表達式為S=____________。鞏固練習鞏固練習在《測定金屬的電阻率》的實驗中（1）因為金屬絲的電阻只有幾歐姆，所以測電阻的伏安法電路應采用電流表______接法，而改變電壓的電路可采用滑動變阻器______連接的方法比較方便為避免電流大、發(fā)熱多而影響電阻率的變化，所以電源電動勢不必太大，因而電壓表可選用______量程．（2）畫出電路圖，并連接圖中的實物圖（3）測電阻絲長度用______，測金屬絲的直徑用______，為了減少測量誤差，應在導線的幾個不同位置上各測量一次，求它們的______值，再求金屬絲的橫截面積．（4）以平均電阻R，金屬絲長L，平均直徑d，寫出計算電阻率的計算式：______．某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下：（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為______________mm；5050202515（2）用螺旋測微器測量其直徑如右上圖，由圖可知其直徑為_________mm；（3）已知該電阻絲的電阻約200Ω，該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，可選用的儀器有：待測圓柱體電阻R電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）開關S導線若干為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在右框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號。（4）若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ＝__________Ω·m。（保留2位有效數(shù)字）圖1小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大。某同學為研究這一現(xiàn)象，所用的實驗器材如下：電壓表V、電流表A、滑動變阻器（0~10Ω）、電源、小燈泡、開關以及導線若干，并利