第08單元恒定電流第04講實(shí)驗1測量金屬的電阻2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)點(diǎn)點(diǎn)通秒過雙基點(diǎn)01一、測量金屬絲電阻率基本實(shí)驗要求長度l2.實(shí)驗器材被測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動變阻器(0～50Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，

，毫米刻度尺.3.實(shí)驗步驟(1)用螺旋測微器在被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(shí)驗電路.(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復(fù)測量三次，求出其平均值l.螺旋測微器(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

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).最大二、測量金屬絲電阻率基本實(shí)驗方法2.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

______真實(shí)值，使電阻率的測量值

.(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

，造成測量誤差.偏小小于大3.注意事項(1)本實(shí)驗中被測金屬絲的電阻值較小，因此實(shí)驗電路一般采用電流表

法.(2)實(shí)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、被測金屬絲、滑動變阻器連成主干線路，然后再把電壓表并聯(lián)在被測金屬絲的兩端.(3)測量被測金屬絲的有效長度，是指測量被測金屬絲接入電路的兩個端點(diǎn)之間的長度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的被測金屬絲長度，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(jìn)行測量，求其平均值.(5)閉合開關(guān)之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值

的位置.外接最大(6)在用伏安法測電阻時，通過被測金屬絲的電流不宜過大(電流表用0～0.6A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(shí)驗過程中逐漸增大.(7)若采用圖象法求電阻阻值的平均值，在描點(diǎn)時，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時要盡可能地通過較多的點(diǎn)，其余各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮.02考點(diǎn)面對面一、教材原型實(shí)驗例1

實(shí)驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線,某同學(xué)想通過實(shí)驗測定其實(shí)際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2,查得銅的電阻率為1.7×10-8Ω·m,再利用圖甲所示的電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx,從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度?？晒┦褂玫钠鞑挠?電流表:量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.2Ω;電壓表:量程為0~3V,內(nèi)阻約為9kΩ;滑動變阻器R1:最大阻值為5Ω;滑動變阻器R2:最大阻值為20Ω;定值電阻:R0=3Ω;電源:電動勢為6V,內(nèi)阻可不計;開關(guān)、導(dǎo)線若干。回答下列問題:(1)實(shí)驗中滑動變阻器應(yīng)選

(選填“R1”或“R2”),閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至

(選填“a”或“b”)端。

(2)在實(shí)物圖丙中,已正確連接了部分導(dǎo)線,請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。R2a(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.50A時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,示數(shù)為

V。

(4)導(dǎo)線實(shí)際長度為

m(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。2.3094二、實(shí)驗創(chuàng)新例2

已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動變阻器R（最大阻值為20Ω）、電壓表（可視為理想電表）和毫安表（內(nèi)阻約為100Ω）。(1)在答題卡上所給的器材符號之間畫出連線，組成測量電路圖________________。(2)實(shí)驗時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和亳安表的示數(shù)，計算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時熱敏電阻的阻值為_____kΩ（保留2位有效數(shù)字）。實(shí)驗中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖（a）所示。

1.8(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ。由圖（a）求得，此時室溫為_____℃（保留3位有效字）。(4)利用實(shí)驗中的熱敏電阻可以制作溫控報警器，其電路的一部分如圖（b）所示。圖中，E為直流電源（電動勢為10V，內(nèi)阻可忽略）；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時，便觸發(fā)報警器（圖中未畫出）報警。若要求開始報警時環(huán)境溫度為50℃，則圖中_________（填“R1”或“R2”）應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為_________kΩ（保留2位有效數(shù)字）。25.5R11.2三、電阻測量的方法1.伏安法電路圖特點(diǎn)：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻時應(yīng)用內(nèi)接法測量，外接法測量值偏小，測小電阻時應(yīng)采用外接法測量).外接法內(nèi)接法例3.欲用伏安法測定一段阻值約為5Ω的金屬導(dǎo)線的電阻,要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,現(xiàn)備有以下器材:A.電池組(3V,內(nèi)阻為1Ω)B.電流表(0~3A,內(nèi)阻約為0.0125Ω)C.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約為0.125Ω)D.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約為3kΩ)E.電壓表(0~15V,內(nèi)阻約為15kΩ)F.滑動變阻器(0~20Ω,允許通過的最大電流為1A)

G.滑動變阻器(0~2000Ω,允許通過的最大電流為0.3A)H.開關(guān)、導(dǎo)線(1)滑動變阻器應(yīng)選用的是

。(填寫器材的字母代號)

(2)實(shí)驗電路應(yīng)采用電流表

(選填“內(nèi)”或“外”)接法,采用此接法測得的電阻值比其真實(shí)值偏

(選填“大”或“小”),造成這種誤差的主要原因是

。

(3)設(shè)實(shí)驗中,電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖甲所示,圖示中I=

A,U=

V。F外小

電壓表的分流作用

0.48

2.22

(4)為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在0~0.5A范圍內(nèi)改變,請按要求在虛線框內(nèi)畫出測量待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx的原理電路圖。例4

某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx，所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ，電流表內(nèi)阻為0.5Ω。該同學(xué)采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖（a）所示電路的O、P兩點(diǎn)之間，另一種是跨接在O、Q兩點(diǎn)之間。測量得到如圖（b）所示的兩條U–I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖（b）中標(biāo)記為II的圖線是采用電壓表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）兩點(diǎn)的方案測量得到的。O、P（2）根據(jù)所用實(shí)驗器材和圖（b）可判斷，由圖線________（填“I”或“II”）得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實(shí)值，結(jié)果為________Ω（保留1位小數(shù)）。（3）考慮到實(shí)驗中電表內(nèi)阻的影響，需對（2）中得到的結(jié)果進(jìn)行修正，修正后待測電阻的阻值為________Ω（保留1位小數(shù)）。I50.550.02.安安法若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用.例5.某同學(xué)要研究一小燈泡L（3.6V，0.30A）

伏安特性。所用器材有：電流表A1（量程200mA，內(nèi)阻Rg1=10.0Ω），電流表A2（量程500mA，內(nèi)阻Rg2=1.0Ω）、定值電阻R0（阻值R0=10.0Ω）、滑動變阻器R1（最大阻值10Ω）、電源E（電動勢4.5V，內(nèi)阻很?。?、開關(guān)S和若干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計的電路如圖（a）所示。（1）根據(jù)圖（a），在圖（b）的實(shí)物圖中畫出連線______。（2）若I1、I2分別為流過電流表A1和A2的電流，利用I1、I2、Rg1和R0寫出：小燈泡兩端的電壓U=_______，流過小燈泡的電流I=_______。為保證小燈泡的安全，I1不能超過_______mA。（3）實(shí)驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零。逐次改變滑動變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的I1和I2。所得實(shí)驗數(shù)據(jù)在下表中給出。根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)可算得，當(dāng)I1=173mA時，燈絲電阻R=_______Ω（保留1位小數(shù)）。180I1/mA325585125144173I2/mA17122929937942447011.6

3.半偏法(1)實(shí)驗原理(如圖)：(2)實(shí)驗步驟：①R1阻值調(diào)至最大，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的阻值使示數(shù)達(dá)滿偏值.②保持R1阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2使示數(shù)達(dá)滿偏值的一半，同時記錄R2的值.③Rg測＝R2.例6

某同學(xué)將一只量程為100μA的靈敏電流計改裝成電流表和兩個量程的電壓表.改裝后的電路圖如圖11甲所示.圖中G表示靈敏電流計，Ra、Rb和Rc是三個定值電阻，K是選擇開關(guān)，可以分別置