《高中物理 第二章 恒定電流 實驗：測定金屬的電阻率 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第二章 恒定電流 實驗：測定金屬的電阻率 新人教版必修2（29頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、實驗：測定金屬的電阻率第二章恒定電流學科素養(yǎng)與目標要求物理觀念：物理觀念：掌握測定金屬電阻率的實驗原理、實驗器材.科學探究：科學探究：了解本實驗需要測的物理量及所用的器材和方法；能進行分組分層、自主合作探究，能綜合信息進行數據處理.科學思維：科學思維：進一步掌握用伏安法測電阻的電路的設計思想，會根據不同情況設計電路圖.科學態(tài)度與責任：科學態(tài)度與責任：在實驗過程中保持很好地交流、合作，準確記錄數據，認真進行數據處理.內容索引題型演練學以致用 實訓演練達標檢測檢測評價 達標過關技能儲備明確原理 提煉方法技能儲備1.實驗原理實驗原理(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻R(R ).電路原理
2、圖如圖1所示.(2)用 測出金屬絲的長度l，用_測出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S ).圖1毫米刻度尺螺旋測微器(3)由電阻定律R ，得 ，求出電阻率.2.實驗器材實驗器材螺旋測微器、 、電壓表、電流表、開關及導線、待測金屬絲、電池、 .毫米刻度尺滑動變阻器3.實驗步驟實驗步驟(1)測直徑：用螺旋測微器在待測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑，并記錄.(2)連電路：按如圖1所示的電路圖連接實驗電路.(3)量長度：用 測量接入電路中的待測金屬絲的有效長度，重復測量3次，并記錄.(4)求電阻：把滑動變阻器的滑動觸頭調節(jié)到使接入電路中的電阻值 的位置，電路經檢查確認無誤后，閉合開關S.改變滑動變阻
3、器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值，記入表格內，斷開開關S.(5)拆除實驗電路，整理好實驗器材.圖1毫米刻度尺最大4.數據處理數據處理電阻R的數值可用以下兩種方法確定：計算法：利用每次測量的U、I值分別計算出電阻，再求出電阻的 作為測量結果.圖象法：可建立IU坐標系，將測量的U、I值描點作出圖象，利用圖象的 來求出電阻值R.平均值斜率5.注意事項注意事項(1)因一般金屬絲電阻較小，為了減少實驗的系統誤差，必須選擇電流表 法；(2)本實驗若用限流式接法，在接通電源之前應將滑動變阻器調到阻值 狀態(tài).(3)測量l時應測接入電路的金屬絲的 長度(即兩接線柱之間的長度)；在金
4、屬絲的3個不同位置上用螺旋測微器測量直徑d.(4)電流不宜過 (電流表用00.6 A量程)，通電時間不宜 ，以免電阻率因溫度升高而變化.外接最大有效大太長題型演練例例1在“探究電阻與長度、橫截面積的關系”的實驗中，用刻度尺測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖2所示，金屬絲的匝數為39，用米尺測出金屬絲的長度L，金屬絲的電阻大約為5 ，先用伏安法測出金屬絲的電阻R，然后用控制變量法探究電阻與導體長度、橫截面積的關系.解析 答案一、實驗原理及操作圖2(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為 mm.0.649(0.6470.651均可)解析 答案(2)為此取來兩節(jié)新的干電池、開關和若干導線及下列器材：A.電壓表03
5、 V，內阻約10 kB.電壓表015 V，內阻約50 kC.電流表00.6 A，內阻約0.05 D.電流表03 A，內阻約0.01 E.滑動變阻器，010 F.滑動變阻器，0100 要求較準確地測出其阻值，電壓表應選 ，電流表應選 ，滑動變阻器應選 .(填序號)ACE解析解析因為兩節(jié)干電池的電動勢是3 V，故用3 V量程的電壓表A；因為金屬絲的電阻大約為5 ，如果把3 V的電動勢全加在金屬絲上，電流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的電流表C；此題中金屬絲的電阻大約為5 ，為了減小實驗誤差，應選10 的滑動變阻器E.答案實驗中某同學的實物連線如圖3所示，請指出該同學實物連線中的兩處明顯錯誤
6、.圖3錯誤a： ；錯誤b： .導線連接在滑動變阻器的滑片上采用了電流表內接法例例2在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準.待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm.二、實驗數據處理(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖4所示，其讀數應為 mm(該值接近多次測量的平均值).解析解析螺旋測微器的讀數為0 mm39.80.01 mm0.398 mm.0.398(0.3950.399均正確)圖4解析 答案(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為電池組(電動勢3 V)、電流表(內阻約0.1 )、電壓表(內阻約3 k)、滑動變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開
7、關、導線若干.某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：次數1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實驗數據可知，他們測量Rx是采用圖5中的 圖(選填“甲”或“乙”).圖5甲解析解析由實驗記錄的數據可知Rx的阻值大約為5 .由題知RxRV，故電流表外接.若滑動變阻器接為限流式接法，電路中最小電流值Imin 0.12 A，則Rx兩端的電壓最小值UminIminRx0.6 V，而從實驗數據可知Rx兩端電壓可為0.10 V，因此滑動變阻器應采用分壓式接法.解析
8、 答案解析 答案(3)圖6是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(2)所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞.圖6答案答案見解析圖解析解析實物圖如圖甲所示甲解析 答案(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖7所示，圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標點.請在圖中標出第2、4、6次測量數據的坐標點，并描繪出UI圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx (保留兩位有效數字).圖7答案答案見解析圖4.4(4.34.7均可)解析解析圖線應過原點，選盡可能多的點連成一條直線，不在直線上的點均勻分布在
9、直線兩側，明顯偏離的點應舍去，如圖乙所示.乙圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx4.4 .解析 (5)根據以上數據可以估算出金屬絲電阻率約為 (填選項前的符號).A.1102 m B.1103 mC.1106 m D.1108 m答案(6)任何實驗測量都存在誤差，本實驗所用測量儀器均已校準，下列關于誤差的說法中正確的是 (有多個正確選項).A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由讀數引起的誤差屬于系統誤差B.由電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系 統誤差D.用UI圖象處理數據求金屬絲電阻可以減小偶然誤差解析解析系統
10、誤差是由儀器的某些不完善或實驗方法不夠完善等產生的，其測量結果總是偏大或偏??；偶然誤差具有隨機性，可以通過多次測量取平均值或圖象法來減小偶然誤差.解析 答案達標檢測現在要測量一段電阻絲的電阻率，其阻值Rx約為0.5 ，允許通過的最大電流為0.5 A.現有如下器材可供選擇：電流表A(量程0.6 A，內阻約為0.6 )電壓表V(量程3 V，內阻約為3 k)待測電阻絲Rx(阻值約為0.5 )標準電阻R0(阻值5 )滑動變阻器R1(5 ，2 A)滑動變阻器R2(200 ，1.5 A)直流電源E(E6 V，內阻不計)開關S、導線若干(1)圖為四位同學分別設計的測量電路的一部分，你認為合理的是 ；解析 答
11、案(2)實驗中滑動變阻器應該選擇 (選填“R1”或“R2”)，并采用_接法；解析解析滑動變阻器若選用R2并采用限流式接法，調控范圍小，操作不便，而電源內阻不計，不用考慮大電流時電源電動勢的變化，因而選擇R1，并采用分壓式接法.解析 答案R1分壓式(3)根據你在(1)(2)中的選擇，在圖8甲上完成實驗電路的連接；解析 答案圖8答案答案見解析圖解析解析根據測量電路圖和滑動變阻器的分壓式接法，實物連線如圖所示.解析 答案(4)實驗中，如果兩電表的讀數分別為U和I，測得拉直后電阻絲的長度為L、直徑為D，則待測電阻絲的電阻率的計算式為 ；解析 答案(5)用螺旋測微器測量待測電阻絲的直徑時讀數如圖乙所示，則該電阻絲的直徑D .1.205(0.002) mm解析解析螺旋測微器的讀數為1 mm0.0120.5 mm1.205 mm.
高中物理 第二章 恒定電流 實驗：測定金屬的電阻率 新人教版必修2
