2023版新教材高考物理一轮复习 第十章 电路 电能 实验十四 测定金属丝的电阻率学生用书.docx

1、实验十四测定金属丝的电阻率【必备知识自主排查】一、实验思路与操作电路图与思路操作要领或思路：测出电阻丝的电阻R、长度l和直径dS=d24，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率1.电路连接：按实验电路图连接实物电路2物理量的测量(1)电阻的测量：改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过U I图像求得电阻Rx.(2)电阻丝有效长度的测量：电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺，反复测量多次，得到有效长度的平均值(3)电阻丝直径的测量：选择游标卡尺或螺旋测微器3求电阻RxUI4求电阻率SRxL二、数据处理与分析1求Rx的平均值方法一：用RxUI算出各次的数值，再取平均值方法二：用U I图线的斜

2、率求出2计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算公式RxSld2U4lI.注意事项(1)游标卡尺的读数：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(xK精确度) mm.(2)螺旋测微器的读数：方法：固定刻度数mm可动刻度数(估读一位)0.01 mm.(3)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量(4)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(5)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误差分析(1)测量金属丝直径、长度以及电

3、流、电压带来误差(2)电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以Rx测Rx真，由RxlS，知测Rx测量值大于真实值R测U测I测RxRVRx+RVRARV，所以应采用电流表内接法测量，他们采用的是A电路图由于电流表有分压作用，故电压表的示数大于电阻Rx两端的实际电压，则Rx的真实值小于测量值50 .答案：(1)2.706(2.7042.708均可)(2)A小于例1解析：(1)为了防止金属丝发生明显形变，同时，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮D发生“喀喀”声时停止；由图乙知，读数为0.5 mm3.50.01 mm0.535 mm.(2)电流表内阻与金属丝的电

4、阻相差较小，则电流表采用外接法，由于金属丝电阻比滑动变阻器的最大阻值小，故滑动变阻器采用限流式接法，如图1所示(3)连线时让尽可能多的点在同一直线上，不在同一直线上的点尽量对称分布在直线两侧，太远的点舍去，如图2所示该金属丝的电阻值为RUI4.5 .(4)作图法只能减小偶然误差，不能减小系统误差答案：(1)D0.535(0.534或0.536也正确)(2)见解析图1(3)见解析图24.5(4)不正确，原因见解析4解析：(1)电流表量程为00.6 A，分度值为0.02 A，所以读数为0.33 A0.34 A；开关K接2时与接1时相比，电压变化较大，而电流基本不变，说明内接时电流表的分压较大，电流

5、表的内阻与待测电阻较接近，故电流表使用外接法误差更小(2)电路图如答图所示本实验采用的方法是“等效替代法”，开关先后掷到左右两端，通过调节电阻箱使两次电流表示数相同，说明电阻箱支路和Rx支路的电阻相等，即电阻箱这条支路替代了原来的Rx支路，如题图3所示电阻箱读数为1 00001000100155 ，则Rx的阻值也为5 ；此方法有明显的实验误差，原因是电阻箱的最小分度值过大与待测电阻比较接近答案：(1)0.330.34外(2)电路如图所示5有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)例2解析：(1)由图甲根据欧姆定律有(RRA1)I1(RxRA2)I2，整理可得R1I1I2(RxRA2

6、)RA1，由此可知，要求得Rx的值，除了需要求出图乙所示图像的斜率，还需要知道A2的内阻，又实验时通过A2的电流控制在0.20 A，故A2应选用C；由图乙可知A1示数的倒数最小值为4，则通过A1的电流最大值为0.25 A，故A1的量程应选00.3 A，故A1选择D.(2)由R1I1I2(RxRA2)RA1可知，R 1I1图像的斜率kI2(RxRA2)，可由此求出未知电阻的阻值，在图乙所示图像上取两个距离较远的点，如(6 A1，15 )和12 A-1，40 )，可求得图像的斜率k4015126 V256 V，即I2(RxRA2)256 V，代入I2、RA2的数据解得Rx11 ，由图像的纵截距可得

7、电流表A1的内阻RA110 .答案：(1)DC(2)1110例3解析：(1)根据半偏法测电阻的原理可知，实验中必须明确R1的阻值大小，R1必须选R0；此电路测电流表内阻，要求R的阻值远大于电流表内阻，故R应选滑动变阻器甲，为使电流表读数尽量准确，电源应选电动势较大的E2.(2)根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得，只合上S1，调节R使电流表指针满偏时有IgER+rg，再合上S2，调节R1使电流表指针半偏时，电路中的总电流IER+rgR1rg+R1Ig.通过R1的电流I112Ig，根据并联电路的特点知rgR1，若认为内阻rgR1，则结果与真实值相比偏小答案：(1)R0滑动变阻器甲E2(2)偏小例

8、4解析：(1)正常工作时电压为额定电压，故有PU2R，所以RU2P1 210 ；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值(2)应用等效法因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联一定值电阻，电路原理图如图所示答案：(1)1 210小于(2)见解析图例5解析：(1)微安表并联电阻改装为1 mA的电流表，有IgRg(IIg)R1，即250106600 V(1103 A250106 A)R1，解得R1200 ，改装后的电流表满偏电流为I1 mA，内阻为RAR1RgR1+Rg150 ，再改装为量程为05 V的电压表，串联电阻R2，有UI(RAR2)，即5 V1103 A(150 R2)，解得R24 850 .(3)由标准电压表的读数可知改装后电压表测量的真实电压为3.2 V；微安表的分度值为5 A，读数为170 A，根据微安表指针偏角和改装电压表所测电压成正比有3.2 V170 AU250 A，解得改装电压表真实量程的最大值U4.71 VR02，RTR01R02.答案：(1)短接减小(2)b大于R01R02