人教版高考物理一轮复习专题8恒定电流实验8测定金属的电阻率课件

这是一份人教版高考物理一轮复习专题8恒定电流实验8测定金属的电阻率课件，共40页。

必 备 知 识·深 悟 固 基
2．实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干．3．伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较
6．注意事项(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．(3)测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值．
(4)测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．(5)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．(6)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．
7．误差分析(1)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小．(2)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．
基本仪器的使用一、螺旋测微器的使用1．螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上．旋钮D，微调旋钮D′和可动刻度E，测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．
2．螺旋测微器的原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．3．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．
二、游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．
2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．4．读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标格数，则记录结果表达为(x＋k×精确度) mm.
关 键 能 力·突 破 要 点
命题一　课标教材原型实验　[基础考查]
例1　某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，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以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动．实验器材还有电源(电动势约为3 V ，内阻可忽略)，电压表V1(量程为3 V，内阻很大)，电压表V2(量程为3 V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4 kΩ)，定值电阻R2(阻值2 kΩ)，电阻箱R(最大阻值9 999 Ω)，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺．实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F．断开S，整理好器材．
(1)测玻璃管内径d时，游标卡尺示数如图乙所示，则d＝________mm.(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为：Rx＝______________(用R1，R2，R表示)．
变式1　用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ.给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻(约为250 Ω)及导线若干．(1)在如图甲所示电路图中，电压表应接________(填“a”或“b”)点．
(2)图乙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试作图并求出电阻阻值R＝________Ω(结果保留3位有效数字)．
(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图丙、图丁所示．由图可知其长度为______mm，直径为______mm.(4)由以上数据可求出ρ＝________Ω·m(结果保留3位有效数字)．【答案】(1)a　(2)229(221～237皆可以)　(3)8.04　1.92(4)8.26×10－2
命题二　实验拓展创新　[创新考查]
1．“测定金属的电阻率”实验的核心是导线电阻的测量，除伏安法外，还有几种常用的方法，这也是本实验的主要创新点．(1)安安法：将其中一个电流表(内阻已知)串联一个已知电阻作为电压表来测电压(相当于电表改装)．(2)伏伏法：若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用．
(3)替代法测电阻如图所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的示数即等于待测电阻的阻值．
2．实验原理与器材的创新
例2　(2020年全国卷Ⅰ)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甲所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间．测量得到如图乙所示的两条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)图乙中标记为图线Ⅱ的是采用电压表跨接在____(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乙可判断，由图线______(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)．【答案】(1)O、P　(2)Ⅰ　50.5　(3)50.0
变式2　小明用如图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值(约几百欧)．R是滑动变阻器， R0是电阻箱， S2是单刀双掷开关，部分器材规格在图乙中已标出．
　　　甲　 　 　　　　　　　乙
(1)据图甲实验电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整．(2)正确连接电路后，断开S1, S2接1，调节好多用电表，将两表笔接触Rx两端的接线柱，粗测其阻值，此过程中存在的问题是______________________，正确操作后，粗测出Rx的阻值为R1.(3)小明通过下列步骤，较准确测出Rx的阻值．①将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的A端．闭合S1，将S2拨至1，调节变阻器的滑片P至某一位置，使电压表的示数满偏；②调节电阻箱R0，使其阻值________(填“大于R1”或“小于R1”)；
③将S2拨至“2”，保持变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表再次满偏，此时电阻箱示数为R2，则Rx＝__________.【答案】(1)图见解析 　(2)待测电阻未与其他元件断开　(3)②小于R1　③R2　
【解析】(1)根据电路图连接实物图，如图所示：