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2021年高考物理13个抢分实验专题8.1测定金属的电阻率抢分精讲

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2021年高考物理13个抢分实验专题8.1测定金属的电阻率抢分精讲.PAGE下载后可自行编辑修改,页脚下载后可删除。实验测定金属的电阻率【高考导航】抢分题型◎题型1根本仪器的读数◎题型2实验原理与操作◎题型3仪器的选择和数据处理◎题型4创新实验剖析(物理思想方法)实验目的1.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。2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。3.会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率。实验原理1.螺旋测微器的构造、原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图实Ⅶ-1所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺...

2021年高考物理13个抢分实验专题8.1测定金属的电阻率抢分精讲
.PAGE下载后可自行编辑修改,页脚下载后可删除。实验测定金属的电阻率【高考导航】抢分 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 型◎题型1根本仪器的读数◎题型2实验原理与操作◎题型3仪器的选择和数据处理◎题型4创新实验剖析(物理思想方法)实验目的1.掌握电流 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、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。2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。3.会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率。实验原理1.螺旋测微器的构造、原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图实Ⅶ-1所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起,通过精细螺纹套在S上。(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精细螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5mm,而可动刻度H上的刻度为50等份,每转动一小格,P前进或后退0.01mm。即螺旋测微器的准确度为0.01mm。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数毫米数由固定刻度读出,小数局部由可动刻度读出。测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)。2.游标卡尺的构造原理及读数(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。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度局部的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:卡尺分类主尺最小刻度〔mm〕游标刻度总长(mm)准确度(mm)10分度1920分度11950分度149(4)读数:假设用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的格数,那么记录结果表达为(x+K×准确度)mm。3.伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比拟(2)两种电路的选择①阻值比拟法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进展比拟,假设Rx较小,宜采用电流表外接法;假设Rx较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内,小外〞。②临界值计算法:Rx<eq\r(RVRA)时,用电流表外接法。Rx>eq\r(RVRA)时,用电流表内接法。③实验试探法:按图实Ⅶ-3所示接好电路,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,那么采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,那么采用电流表内接法。4.电阻率的测定原理由R=ρeq\f(l,S)得ρ=eq\f(RS,l),因此,只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ。(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R=eq\f(U,I))。电路原理如图实Ⅶ-4所示。(2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l,用螺旋测微器量得金属丝的直径,算出横截面积S。(3)将测量的数据代入公式ρ=eq\f(RS,l)求金属丝的电阻率。5.电压表、电流表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定准确度,按照指针的实际位置进展读数即可。(1)0~3V的电压表和0~3A的电流表读数方法一样,此量程下的准确度是0.1V或0.1A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)对于0~15V量程的电压表,准确度是0.5V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1V。(3)对于0~0.6A量程的电流表,准确度是0.02A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读〞,即读到最小刻度的一半0.01A。题型1 根本仪器的读数例1 (1)如图实Ⅶ-5所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为________mm,________mm,________mm。(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图实Ⅶ-6所示,那么金属丝的直径是________mm。(3)①图实Ⅶ-7使用0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数是________A;当使用3A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________A。②图实Ⅶ-8使用较小量程时,每小格表示________V,图中表针的示数为________V。假设使用的是较大量程,那么这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针示数为________V。(4)旋钮式电阻箱如图实Ⅶ-9所示,电流从接线柱A流入,从B流出,那么接入电路的电阻为________Ω。今欲将接入电路的电阻改为2087Ω,最简单的操作方法是________。假设用两个这样的电阻箱,那么可得到的电阻值范围为________。答案 ①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5(4)1987 将“×1k〞旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0 0~19998Ω解析 规律总结游标卡尺的读数应注意以下几点(1)看清准确度:例如易错成(11+4×0.1)mm=11.40mm正确的应为11.4mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零。例如易错成(10+12×0.05)mm=10.6mm,正确的应为10.60mm,游标卡尺的最后一位是准确的,不要随意把最后一位的零去掉。(2)主尺上的单位应为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米,读数时应将毫米和厘米分清,游标卡尺主尺上的最小刻度是1mm。例如易错成(5+4×0.05)mm=5.20mm正确的应为(50+4×0.05)mm=50.20mm(3)区分零刻度与标尺最前端例如易错成(13+9×0.05)mm=13.45mm正确读数为(14+9×0.05)mm=14.45mm。题型2 实验原理与操作例2 (浙江理综)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值。(1)图实Ⅶ-10甲是局部连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出。(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图实Ⅶ-10乙所示。在图中,由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○〞或“×〞)表示的。(3)请你选择一组数据点,在图乙上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω。答案 (1)如图甲所示 (2)× (3)如图乙所示;用“×〞表示的数据连线时:1.2(1.1~1.3均可);用“○〞表示的数据连线时:1.6(1.5~1.7均可)规律总结实物图连线考前须知(1)总的原那么:先串后并,接线到柱,注意量程和正负。(2)对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开场,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法〞局部依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。(3)对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三局部用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比拟该接头和滑动头的电势上下,根据“伏安法〞局部电表正负接线柱的情况,将“伏安法〞局部接入该两点间。(注意滑动变阻器应调到使“伏安法〞局部所接两点间阻值最小处)题型3 仪器的选择和数据处理例3 为测量某一玩具电动机M中导线圈导线的电阻率,某实验小组的局部实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 如下:(1)用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如图实Ⅶ-11所示,那么d=________mm;(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx:选择“×1Ω〞欧姆挡,并按正确步骤操作后,指针的位置如图实Ⅶ-12所示(此过程电动机不转动),那么Rx=___Ω。(3)为了提高精度,他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻Rx:电流表A1(0~3A、约5Ω);滑动变阻器R1(0~1kΩ);电流表A2(0~30mA、约10Ω);滑动变阻器R2(0~50Ω);定值电阻R0=60Ω;电源(4V、约1Ω)及开关等,导线假设干。①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图实Ⅶ-13所示的电路图,应选择的电流表是________,滑动变阻器是________;(填写符号)②按照实验要求,多用电表已选择“直流电压2.5V〞挡作为电压表使用,请依据图实Ⅶ-13将图实Ⅶ-14所示的实验电路中的实物图用笔画线代替导线将欠缺的两处补完整;③图实Ⅶ-15是该实验小组用测得的数值描绘出的图象,其斜率表示的是________(填选项)。A.导线圈的电阻B.导线圈的电阻与R0阻值之和答案 (1)0.155(±0.003范围内均可)(2)25 (3)①A2 R2 ②见解析图 ③B解析 规律总结仪器选择的根本思路(1)优先考虑平安因素各电表的实际读数不能超过其量程,电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)。实际处理过程中,需要估算回路中的最大电流(一般按滑动变阻器采用限流接法进展估算)。如:用伏安法作出标有“6V,0.6W〞字样的小灯泡的U-I图象,而实际加在小灯泡两端的电压不能超过6V。(2)考虑读数误差因素一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13,以减小读数误差。(3)仪器选择的一般步骤①首先选择唯一性的器材;②粗画电路图(暂不接电流表和电压表);③估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下,结合器材的规格,确定实验电路和实验器材。题型4 创新实验剖析(物理思想方法)用替代法和比例法测电阻本实验的关键是电阻的测量。除用伏安法测电阻外,还可用替代法或比例法进展测量。1.替代法替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效,也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高,不需要计算,方法简单,但必须有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。替代法是用与被测量的某一物理性质等效,从而加以替代的方法。如图实Ⅶ-16所示,先把双刀双掷开关S2扳到1,闭合S1,调整滑动变阻器,使电流表指针指到某一位置,记下此时的示数I(最好为一整数)。再把开关S2扳到2,调整电阻箱R0,使得电流表指针仍指到示数I。读出此时电阻箱的阻值r,那么未知电阻Rx的阻值等于r。2.比例法如果有可以作为标准的电阻的电表。可以采用比例法测电表的电阻。用比例法测电表内阻时。两个电流表一般是并联(据并联分流原理),两个电压表一般是串联(据串联分压原理)。例如,测电流表和电压表的内阻,如果有可以作为标准的电阻的电表,都可以使用比例法,采用比例法测电阻的依据是:串联电路电压与电阻成正比,并联电路电流与电阻成反比,电压表可显示电阻两端的电压值,电流表可显示电阻中通过的电流,所以测电流表内阻应把两电流表并联。测电压表内阻应把两电压表串联,电路图分别如图实Ⅶ-17甲、乙所示。假设A2和V2为待测电表。根据分压原理或分流原理计算出A2和V2的内阻分别为rA2=eq\f(I1,I2)rA1,rV2=eq\f(U2,U1)rV1。例4 (四川理综)如图实Ⅶ-18是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)。在保证平安和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:(ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;(ⅱ)闭合S,从最大值开场调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;(ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2值;(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验答复以下问题:(1)现有四只供选用的电流表:A.电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)B.电流表(0~3mA,内阻未知)C.电流表(0~0.3A,内阻为5.0Ω)D.电流表(0~0.3A,内阻未知)A1应选用________,A2应选用________。(2)测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变〞、“变大〞或“变小〞)。(3)在坐标纸上画出R1与I2的关系图。(4)根据以上实验得出Rx=________Ω。答案 (1)D C (2)变大 (3)图见解析 (4)31(4)由图线可求得斜率k=240Ω/A。结合k=eq\f(Rx+RA2,I1)得Rx=kI1-RA2=31Ω。规律总结电阻测量的五种方法(1)伏安法连接方式内接法内接法电路图〔电压表把电流表囊括在里面〕〔电压表把电流表放在外面〕连接情形内接外接误差分析〔测量电路本身存在系统误差,未考虑电流表分压作用,即误差由电流表分压引起〕〔测量电路本身存在系统误差,未考虑电压表分流作用,即误差由电压表分流引起〕记忆口诀“大中国,小老外〞大:中:内接小:外:外接其中:所选电流表内阻;:所选电压表内阻。(2)安安法假设电流表内阻,那么可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。①如图实Ⅶ-20甲所示,两电表的满偏电流接近时,假设A1的内阻R1,那么可测出A2的内阻R2=eq\f(I1R1,I2)。②如图乙所示,两电表的满偏电压UA2≫UA1时,A1串联一定值电阻R0后,同样可得A2的内阻R=eq\f(I1〔R1+R0〕,I2)。(3)伏伏法假设电压表内阻,那么可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。①如图实Ⅶ-21甲所示,两电表的满偏电流接近时,假设V1的内阻R1,那么可测出V2的内阻R2=eq\f(U2,U1)R1。②如图乙所示,两电表的满偏电流IV2≫IV1时,V1并联一定值电阻R0后,同样可得V2的内阻R=eq\f(U2,\f(U1,R1)+\f(U1,R0))。(4)比拟法测电阻如图实Ⅶ-22甲所示,读得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表的示数I1、I2,可得Rx=eq\f(I2R1,I1)。如果考虑电表内阻的影响,那么I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)。(5)半偏法测电流表内阻电路图如图实Ⅶ-22乙所示步骤:①断开S2,闭合S1,调节R0,使A表满偏为I0;②保持R0不变,闭合S2,调节R,使A表读数为eq\f(I0,2);③由上可得RA=R。特别提醒 当R0≫RA时,测量误差小,此方法比拟适合测小阻值的电流表的内阻,且测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样A表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小。
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