（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流 實驗六 決定導(dǎo)線電阻的因素講義（含解析）.docx

實驗六決定導(dǎo)線電阻的因素1實驗原理(如圖1所示)由R得，因此，只要測出金屬絲的長度l、橫截面積S和金屬絲的電阻R，即可求出金屬絲的電阻率.圖12實驗器材待測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(00.6A)，電壓表(03V)，滑動變阻器(050)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，毫米刻度尺3實驗步驟(1)用螺旋測微器在待測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的待測金屬絲的有效長度，反復(fù)測量三次，求出其平均值l.(4)把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置(5)閉合開關(guān)，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)(6)將測得的Rx、l、d值，代入Rx和S中，計算出金屬絲的電阻率4數(shù)據(jù)處理(1)在求Rx的平均值時可用兩種方法用Rx分別算出各次的數(shù)值，再取平均值用UI圖線的斜率求出(2)計算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值代入電阻率計算公式：Rx.5誤差分析(1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一(2)采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實值，使電阻率的測量值偏小(3)金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差(4)由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差6注意事項(1)本實驗中待測金屬絲的電阻值較小，因此實驗電路一般采用電流表外接法(2)實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端(3)測量待測金屬絲的有效長度，是指測量待測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的待測金屬絲長度，測量時應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測量三次，求其平均值(4)測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進行測量，求其平均值(5)閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置(6)在用伏安法測電阻時，通過待測金屬絲的電流I不宜過大(電流表用00.6A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大(7)若采用圖象法求R的平均值時，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮自測在“測定金屬的電阻率”的實驗中，由可知，對實驗結(jié)果的準確性影響最大的是()A導(dǎo)線直徑d的測量B.電壓U的測量C電流I的測量D導(dǎo)線長度的測量答案A命題點一教材原型實驗例1(2018南京市、鹽城市二模)某同學(xué)欲測量一卷粗細均勻、阻值約為100的金屬漆包線的長度，備選器材如下：A量程為5mA、內(nèi)阻r150的電流表A1B量程為0.6A、內(nèi)阻r20.2的電流表A2C量程為6V、內(nèi)阻r3約為15k的電壓表VD最大阻值為15、最大允許電流為2A的滑動變阻器E定值電阻R15F電動勢E6V、內(nèi)阻很小的直流電源G開關(guān)一個、導(dǎo)線若干H螺旋測微器(1)已知做成這種漆包線芯的金屬絲的電阻率為，若金屬絲的電阻用R表示，直徑用d表示，則這一卷漆包線的長度l_.(2)該同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖2甲所示，則螺旋測微器的示數(shù)d_mm.(3)為了盡可能精確地測量該金屬絲的電阻，電流表應(yīng)選用_(選填“A”或“B”)，請在圖乙方框中畫出實驗原理電路圖圖2(4)若該同學(xué)在測量金屬絲直徑時沒有去除漆包線表面的絕緣漆，這會使實驗測得該漆包線的長度與真實值相比_(選填“偏大”或“偏小”)答案(1)(2)0.600(3)A見解析圖(4)偏大解析(1)根據(jù)電阻定律R，可得漆包線的長度l.(2)螺旋測微器的示數(shù)為0.600mm；(3)金屬絲中的最大電流I0.06A，電流表A2的量程0.6A太大，測量的誤差較大，故應(yīng)選電流表A1，因A1的量程小于0.06A，故電路中應(yīng)對電流表A1改裝，使其量程變大，實驗原理電路圖如圖所示；(4)若該同學(xué)在測量金屬絲直徑時沒有去除漆包線表面的絕緣漆，則測量的直徑偏大，由l知，長度也偏大變式1(2018泰州中學(xué)等綜合評估)要測量某種合金的電阻率圖3(1)若合金絲長度為l，直徑為D，阻值為R，則其電阻率_.用螺旋測微器測合金絲的直徑如圖3甲所示，讀數(shù)為_mm.(2)圖乙是測量合金絲阻值的原理圖，S2是單刀雙擲開關(guān)根據(jù)原理圖在圖丙中將實物連線補充完整(3)閉合S1，當S2處于位置a時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U11.35V，I10.30A；當S2處于位置b時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U20.92V，I20.32A根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)判斷，當S2處于位置_(選填“a”或“b”)時，測量相對準確，測量值Rx_.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案(1)0.650(2)見解析圖(3)b2.9解析(1)合金絲電阻：R，則電阻率：；圖示螺旋測微器讀數(shù)為：0.5mm15.00.01mm0.650mm；(2)實物連線如圖所示：(3)根據(jù)0.32，而0.07，可知，使用電流表外接法測量相對準確，即S2處于位置b，根據(jù)歐姆定律，則有：Rx2.9.命題點二實驗的拓展與創(chuàng)新例2(2018南京市學(xué)情調(diào)研)圖4甲是用來測量某電阻絲材料的電阻率的電路圖實驗中把電阻絲拉直后固定在接線柱a和b上，移動滑片改變接觸點P的位置，可改變接入電路中電阻絲的長度實驗可供選擇的器材還有：器材編號器材名稱規(guī)格與參數(shù)A電池E電動勢3.0V，內(nèi)阻未知B電流表A1量程0100mA，內(nèi)阻約為5C電流表A2量程00.6A，內(nèi)阻約為0.2D電阻箱R0999.9E開關(guān)、導(dǎo)線若干實驗操作如下：a用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑d；b將選用的實驗器材，按照圖甲連接實驗電路；c調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大；d接觸點P在電阻絲上某位置時，閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表滿偏，然后斷開開關(guān)記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度l.e改變接觸點P的位置，閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表再次滿偏；重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度l.f斷開開關(guān)，整理好器材，進行實驗數(shù)據(jù)分析圖4(1)某次測量電阻絲直徑d時，螺旋測微器示數(shù)如圖乙所示，d_mm；(2)實驗中電流表應(yīng)選擇_(選填供選器材前的編號)；(3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度l的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的Rl關(guān)系圖線，圖線在R軸的截距為R0，在l軸的截距為l0，那么電阻絲的電阻率表達式_(用R0、l0、d表示)；(4)本實驗中，電流表的內(nèi)阻對電阻率的測量結(jié)果_(選填“有”或“無)影響，這是因為_答案(1)0.730(2)B(3)(4)無根據(jù)歐姆定律解得Rl(rRA)(其中RA為電流表內(nèi)阻，即電流表內(nèi)阻可視為電源內(nèi)阻)，可見電流表內(nèi)阻對圖象的斜率沒有影響，即電流表內(nèi)阻對電阻率的測量結(jié)果無影響變式2(2018鎮(zhèn)江市模擬)小華利用圖5甲電路測量某種導(dǎo)電液體的電阻率，玻璃管的橫截面積S2103m2，通過K可以控制管內(nèi)導(dǎo)電液體的長度，管兩端接有導(dǎo)電活塞(電阻不計)，右活塞固定，左活塞可在管內(nèi)自由移動，兩活塞均與玻璃管密封良好實驗器材如下：電源(電動勢為12 V，內(nèi)阻不計)，兩只相同的電壓表V1、V2(量程為3 V，內(nèi)阻足夠大)，電阻R1400 ，電阻R21500，電阻箱R(09999.9)，單刀雙擲開關(guān)S，刻度尺圖5(1)小華的主要實驗步驟如下：向玻璃管內(nèi)注入導(dǎo)電液體，用刻度尺測量液柱長度如圖乙所示，其長度L_cm；連接好電路，把S撥到位置“1”，電壓表V1的示數(shù)如圖丙所示，示數(shù)為U1_V；將S撥到位置“2”，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表V2的示數(shù)仍為U1，此時電阻箱的阻值R300；求得管內(nèi)液柱的電阻Rx_，導(dǎo)電液體的電阻率_m(保留兩位有效數(shù)字)(2)請指出小華實驗的不足之處_(3)在實驗步驟中，若在小華調(diào)節(jié)電阻箱的過程中，無意中由于K未關(guān)緊而漏掉了少量的液體，則小華測得的電阻率的值將_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)(4)小清同學(xué)仍利用該裝置進行實驗，他通過K調(diào)節(jié)管內(nèi)液柱長度，記錄多組數(shù)據(jù)如表所示，繪制出R關(guān)系圖象后也可求出液體的電阻率.請你在圖6中繪制出此圖象物理量次數(shù)R/(102)/m110.61.021.22.031.83.042.44.053.05.0圖6答案(1)19.97(19.9519.99之間均可)2.00200020(2)未多次測量取平均值(3)不變(4)如圖所示1(2018蘇州市期初調(diào)研)某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中：(1)小組同學(xué)正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖7甲、乙、丙所示，則它們的讀數(shù)值依次是_mm、_A、_V.圖7(2)已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為010，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約幾十千歐，電源為干電池組(不宜在長時間、大功率狀況下使用)，電動勢E4.5V，內(nèi)阻較小則A、B兩電路圖中，_(選填字母代號)電路為本次實驗應(yīng)當采用的較好電路，但用此電路測量的金屬絲電阻仍然會比真實值偏_(選填“大”或“小”)(3)若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的準確值RA2.0，那么能準確測量出金屬絲電阻Rx的電路應(yīng)是A、B兩電路圖中的_(選填字母代號)電路使用該電路實驗時，電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，則金屬絲電阻Rx_( 用題中字母代號表示)答案(1)0.9970.442.27(2)A小(3)BRA解析(1)螺旋測微器固定部分讀數(shù)為0.5 mm，可動部分可估讀為49.70.01 mm0.497 mm，故讀數(shù)為：0.5 mm0.497 mm0.997 mm；電流表量程為0.6 A，則最小分度為0.02 A，讀數(shù)為0.44 A；電壓表量程為3 V，最小分度為0.1 V，需估讀一位，故讀數(shù)為：2.27 V.(2)因電源不能在大功率下長時間使用，則本實驗應(yīng)采用限流接法；同時電壓表內(nèi)阻較大，由以上讀數(shù)可知，金屬絲電阻的內(nèi)阻約為5 ，故采用電流表外接法誤差較小，故選A電路；在實驗中電壓表示數(shù)準確，但電流表測量的是干路電流，故電流表示數(shù)偏大，則由歐姆定律得出的結(jié)果偏小，故用此電路測量的金屬絲電阻會比真實值偏小(3)因已知電流表內(nèi)阻的準確值，則可以利用電流表內(nèi)接法準確求出金屬絲電阻，故應(yīng)選B電路；金屬絲電阻及電流表總電阻：R，則金屬絲電阻RxRRARA.2(2019小海中學(xué)月考)某同學(xué)為“探究決定電阻絲電阻的因素，設(shè)計了如圖8所示電路，電路中ab是一段電阻率較大、粗細均勻的電阻絲，保護電阻R04.0 ，電源的電動勢E3.0 V，電流表內(nèi)阻忽略不計，滑片P與電阻絲始終接觸良好圖8(1)實驗中用螺旋測微器測得電阻絲的直徑如圖9所示，其示數(shù)為d_mm.圖9(2)實驗時閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，分別測量出每次實驗中aP長度x及對應(yīng)的電流值I，實驗數(shù)據(jù)如下表所示：x(m)0.100.200.300.400.500.60I(A)0.490.430.380.330.310.28(A1)2.042.332.633.033.233.57將表中數(shù)據(jù)描在x坐標紙中，如圖10所示請作出其關(guān)系圖線，圖線斜率的表達式k_(用題中字母表示)，由圖線求得電阻絲的電阻率_m(保留兩位有效數(shù)字)圖10根據(jù)圖中x關(guān)系圖線縱軸截距的物理意義，可求得電源的內(nèi)阻為r_(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)0.400(2)見解析圖1.11061.3解析(1)由題圖所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為0mm40.00.01mm0.400mm.(2)x圖線如圖所示，由閉合電路歐姆定律有，I，那么，由電阻定律可知：R，則x，則x圖象的斜率：k，由圖示圖象可知：k3，電阻率，代入數(shù)據(jù)得：1.1106m.由x關(guān)系圖線知縱軸截距為1.77A1，則1.77A1，解得：r1.3.3(2018南通市調(diào)研)在探究“決定電阻絲電阻的因素”實驗中，實驗小組根據(jù)下表中給出的電阻絲，分別探究電阻與長度、橫截面積、材料的關(guān)系.編號ABCDEFG材料鎳鉻合金康銅絲錳銅絲長度/m1.00.51.01.51.01.01.0橫截面積/mm21.01.00.51.02.01.01.0(1)為探究電阻絲電阻與長度的關(guān)系，應(yīng)選擇表中_(填寫編號)進行實驗(2)實驗小組設(shè)計了如圖11甲、乙所示的電路，其中R1和R2為兩段電阻絲，為能直觀反映兩電阻大小關(guān)系，應(yīng)選擇_(選填“甲”或“乙”)電路進行實驗圖11(3)實驗小組采用圖12所示裝置測量電阻絲的電阻率，通過改變鱷魚嘴夾子在電阻絲上的位置，改變接入電路中的電阻絲長度，測出接入電路電阻絲的長度L和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I.圖12請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖中將實物電路連接完整實驗中測出多組I和L的數(shù)據(jù)，作出L圖線，測得圖線斜率為k，已知電源電動勢為E，電阻絲橫截面積為S，則電阻絲電阻率_.關(guān)于實驗操作過程和誤差分析，下列說法中正確的有_A開關(guān)閉合前，應(yīng)將圖中滑動變阻器滑動觸頭移到最左端B閉合開關(guān)，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，在不斷開電路情況下，用多用電表電壓擋檢查電路C實驗誤差原因之一是測量電阻絲接入電路的長度有誤差D實驗誤差的主要來源是電流表內(nèi)阻和電源內(nèi)阻答案(1)ABD(2)甲(3)如圖所示kESBC