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,考点一 器材使用及电路设计,考点二 数据处理及误差分析,考点三 创新实验设计,考 点,高三物理一轮复习,实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）,实验目的 1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法； 2掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法； 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率 实验原理 1螺旋测微器 (1)构造：如图，S为固定刻度，H为可 动刻度,(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm. (3)读数： 测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出 测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm) 如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不 足半毫米，而从可动刻度上读的示数为15.0， 最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm 2.150 mm.,2伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较,(2)两种电路的选择 阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法简单概括为“大内偏大，小外偏小”,实验试探法：按如图所示接好电路，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，则可采用电流表外接法；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，则可采用电流表内接法,实验步骤 1用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位 置各测一次直径，求出其平均值 2按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测 电阻的实验电路 3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l. 4把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内，断开电键S，求出导线电阻Rx的平均值 5整理仪器,数据处理 1在求Rx的平均值时可用两种方法,误差分析 1金属丝直径、长度的测量带来误差 3通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差 注意事项 1为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行,2本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法 3电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大 4电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大,【例1】 (2014高考江苏卷)某同学通过实验测量一种合金的电阻率 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图甲所示的部件_(选填“A”“B”“C”或“D”)从图中的示数可读出合金丝的直径为_mm. (2)图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”),考点一 器材使用及电路设计,图片显/隐,(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议 (1)B 0.410 (2)7、9 断路 (3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值),(1)螺旋测微器读数前应旋紧止动旋钮，即部件B，防止读数时螺杆移动；由图中的示数，读出合金丝直径为(0.01 mm41.0)0.410 mm. (2)图示位置电压表的电压示数很大，而电流很小，调节滑动变阻器示数变化很小，可以判断电路中出现断路，使电压表和电流表串联在电路中，可能是电路中7、9两处出现了断路,解析,答案,考点一 器材使用及电路设计,【例2】 (2015海淀区高三期末)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值),考点二 数据处理及误差分析,(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的_图(选填“甲”或“乙”),考点二 数据处理及误差分析,图片显/隐,(3)下图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据(2)所选的电路图，补充完成下图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏,考点二 数据处理及误差分析,(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系如上图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值Rx_(保留两位有效数字) (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号) A1102 m B1103 m C1106 m D1108 m,考点二 数据处理及误差分析,(6)(多选)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准下列关于误差的说法中正确的选项是_ A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,(1)螺旋测微器的读数为0 mm39.70.01 mm0.397 mm (2)通过给定的数据发现电压接近从0开始，故滑动变阻器采用的是分压式接法 (3)对滑动变阻器的分压式接法，连线时应使测量电路在开始时分到的电压为0.实物连接如下图(a)所示 (4)图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧图线的斜率反映了金属丝的电阻，所以Rx4.5 .如图(b)所示,解析,考点二 数据处理及误差分析,(1)0.397(0.3950.399均可) (2)甲 (3)见解析图 (4)见解析图 4.5(4.34.7均可) (5)C (6)CD,(5)由Rl/S，S(d/2)2，取d4104m、l0.5 m、R4.5 ，解出1106 m. (6)由于读数引起的误差属于偶然误差，选项A错误；由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选项B错误、选项C正确；利用UI图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，选项D正确,解析,答案,考点二 数据处理及误差分析,【例3】 (2014高考山东卷)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度,考点三 创新实验设计,可供使用的器材有： 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 ； 电压表：量程3 V，内阻约9 k； 滑动变阻器R1：最大阻值5 ； 滑动变阻器R2：最大阻值20 ； 定值电阻：R03 ； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干 回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_端(填“a”或“b”),考点三 创新实验设计,(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接 (3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为_V. (4)导线实际长度为_m(保留两位有效数字),解析,图片显/隐,考点三 创新实验设计,(2)连线如图所示,解析,考点三 创新实验设计,(1)R2 a (2)如图所示 (3)2.30(2.292.31均正确) (4)94(9395均正确),解析,答案,考点三 创新实验设计,
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