高考物理一轮总复习精品课件 第10章 电路及其应用 第4讲 实验 测量金属丝的电阻率.ppt

研考点精准突破考点一教材原型实验考向一实验原理和实验操作典题1(2023北京卷)采用图甲所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。甲(1)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在(选填“M”或“N”)端。?M(2)按照图甲连接实物图,如图乙所示。闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为(选填“a”“b”或“c”)。若闭合开关,该错误连接会带来的问题有。?乙b移动滑片时,电压表和电流表的示数不变解析(1)滑动变阻器为分压式接法,实验时,闭合开关S前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应处在M端。(2)滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器下端两接线柱与电源相连,故b导线接错;该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数不变。考向二数据处理和误差分析典题2(2024广西河池一模)现有一根由某种材料制成的粗细均匀的金属丝,为测量其电阻率,实验小组设计了如下实验:甲(1)用螺旋测微器测出其直径,用游标卡尺测出其长度,如图甲所示,则金属丝的直径d=mm,金属丝的长度l=cm。?1.7506.150(2)用图乙所示的电路图测量电阻丝的电阻Rx,其中R0为定值电阻。请用笔画线代替导线,把图丙中的实物电路补充完整。乙丙见解析图(3)第一次按图乙所示的电路测量,调节滑动变阻器的滑片,测得多组电压U及电流I的值;第二次将电压表改接在a、b两点测量,测得多组电压U及电流I的值,并根据两次测量结果分别作出U-I图像,如图丁所示。则第一次测量得到的图线是_______(选填“M”或“N”)。?丁(4)电压表可看作理想电表,由U-I图像可得电阻丝的电阻Rx=Ω,根据电阻定律可求得电阻丝的电阻率ρ=Ω·m。(π取3.14,计算结果均保留2位有效数字)?N401.6×10-3解析(1)根据螺旋测微器的读数规律可得d=1.5mm+25.0×0.01mm=1.750mm根据游标卡尺的读数规律可得l=61mm+10×0.05mm=61.50mm=6.150cm。(2)实物图如图所示考点二实验的改进与创新考向一实验器材的创新典题3某同学想利用电路精确测量一根粗细均匀合金丝的电阻率。实验器材如下:稳压电源(电压未知,内阻不计)、电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ;量程0~3V,内阻约3kΩ)、电流表(量程0~3A,内阻约0.2Ω;量程0~0.6A,内阻约1Ω)、保护电阻R0(阻值未知)、开关S、刻度尺、游标卡尺、导线若干、待测合金丝等。请完成相关实验内容:甲乙(1)测量合金丝直径时,游标卡尺示数如图甲所示,读数为mm。?(2)该同学用多用表的欧姆挡测量整根合金丝的电阻,把选择开关置于“×1”挡时,发现指针偏转如图乙所示,则金属丝的电阻为Ω。?1.113(3)将合金丝固定在绝缘的刻度尺上,在合金丝上夹上一个可移动的小金属夹。根据现有器材,部分电路连线如图丙所示,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整。丙见解析图(4)完成电路连接后,操作如下:a.开启电源,将小金属夹移到合金丝上适当的位置,闭合开关S;b.记录电压表和电流表的读数U、I,记录合金丝接入长度L,断开开关S;c.改变小金属夹的位置,闭合开关S,重复步骤b的操作;d.利用记录的数据分别描绘U-I关系图像(如图丁所示)和关系图像(如图戊所示);e.利用图像信息求解合金丝的电阻率。①由U-I关系图像可知,稳压电源电压U0=V;?②算得合金丝的横截面积S=1×10-6m2,由关系图像可知,电阻率ρ=Ω·m。?丁戊2.001.0×10-6解析(1)游标卡尺读数为1mm+1×0.1mm=1.1mm。(2)由图乙可知金属丝的电阻为13×1Ω=13Ω(3)由图丁可知电源电压为2V,最大电流为0.5A,所以电压表量程选择0~3V,电流表量程选择0~0.6A,计算可得,电流表采用外接法,如图所示。(4)①根据闭合电路欧姆定律E=U+IR0,整理得U=E-R0I,根据电源的U-I图像可知,稳压电源电压U0=2.00V,图像斜率的绝对值为保护电阻R0的阻值,思维点拨丙丁考向二实验方法的改进典题4(2023全国乙卷)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。