2024高考物理一轮复习 第46讲 测定金属丝的电阻率（课件）

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1、理解和掌握测定金属丝的电阻率实验原理，并会做出必要的误差分析。2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。
知识点　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
（一）实验目的1.掌握刻度尺、螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属丝的电阻率。（二）实验思路根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率。
（三）实验器材被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。（四）进行实验1.用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d。2.连接好用伏安法测电阻的实验电路。3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。5.闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内。
（六）误差分析1.若为内接法,电流表分压。2.若为外接法,电压表分流。3.长度和直径的测量。（七）注意事项1.先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量。2.电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法。3.电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。
考向1 实验原理与操作
1．为测量某金属丝（电阻约为20Ω）的电阻率，小明同学取来一段粗细均匀、长为L0的金属丝进行实验。（1）用螺旋测微器测金属丝的直径d，读数如图甲所示，则d＝ mm。
（2）为进一步准确测量金属丝的电阻，实验室提供的器材有：A．直流电源E（电动势4 V，内阻不计）；B．电流表A1（量程0.6 A，内阻约1 Ω）；C．电流表A2（量程150 mA，内阻约2 Ω）；D．电压表V1（量程3 V，内阻约10 kΩ）：E．电压表V2（量程15 V，内阻约20 kΩ）： F．滑动变阻器R1（阻值范围0~15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A）；G．滑动变阻器R2（阻值范围0~2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A）；H．金属丝Rx，开关、导线若干。①实验中，小明设计了如图丙所示的电路，其中电流表应选用 ，其中电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 （均填字母序号）。
②请用笔画线代替导线在图丁中完成实物电路连接（部分连线已画出） ，并在丙图方框中画出你所设计方案的实验电路图 。③若实验中测得该金属丝的电阻为R0，则计算这种金属丝电阻率的表达式为 ρ＝ （用题中给定的物理量符号和已知常数表示）。
[6]实验电路图如图所示。
考向2 数据处理与误差分析
2．高邮市某中学高二年级有一物理实验兴趣小组测量某合金丝的电阻率。（1）用螺旋测微器在合金丝上三个不同位置分别测量合金丝的直径。某次测量时，螺旋测微器示数如图甲所示，读数为 mm。
（2）用图乙所示电路测量合金丝的电阻，实验室提供了待测合金丝Rx（接入电路部分的阻值约6Ω）、电源E（3V，内阻较小）、开关S、导线若干，还备有下列实验器材：A．电流表（0~3A，内阻约0.01Ω）B．电流表（0~0.6A，内阻约0.05Ω）C．电压表（0~3V，内阻约2 kΩ）D．电压表（0~15V， 内阻约15 kΩ）E.滑动变阻器（0~5Ω，0.6A）F.滑动变阻器（0~2kΩ，0.1 A）应选用的电压表为 ，电流表为 ，滑动变阻器为 。（填实验器材前的序号）；
（3）用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接 。
（4）测得合金丝接入电路部分的长度L和合金丝直径平均值d。正确连接电路，测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的U—I图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则合金丝的电阻率ρ= （结果用k、d、L表示）（5）实验中使用的电流表存在内阻，此因素对合金丝的电阻率的测量有没有影响？ （填“有”或“没有”）。
（3）[5]根据图乙的电路图，连接实物图如图所示
知识点1　实验原理的改进
利用电桥法测电阻丝电阻，进而测出电阻率
知识点2　实验器材的改进
将电阻丝换成管装电解液，测该电解液的电阻率
知识点3　实验思路的改进
先测工件电阻率，进而测出不同形状工件截面积或边长
考向1 实验原理的改进
考向2 实验器材的创新
4．用图甲所示电路测量常温下纯净水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内纯净水的水量，玻璃管两端接有导电活塞，右活塞固定，左活塞可自由移动，实验过程如下：
考向3 实验思路的创新