2016届《创新设计》高考物理(浙江专用)大一轮复习精讲课件实验7探究导体电阻与其影响因素的定量关系

要点整合热点聚焦实验七探究导体电阻与其影响因素的定量关系(同时练习使用螺旋测微器)要点整合热点聚焦一、探究导体电阻与其影响因素的定量关系要点整合热点聚焦注意事项1．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。2．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。3．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。要点整合热点聚焦误差分析要点整合热点聚焦二、游标卡尺1．构造：如图1所示，主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。图1要点整合热点聚焦2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：要点整合热点聚焦刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可准确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm要点整合热点聚焦4.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的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm。要点整合热点聚焦三、螺旋测微器1．构造：如图2所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。图2要点整合热点聚焦2．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm。即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。3．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数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)。要点整合热点聚焦温馨提示螺旋测微器需要估读最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。例如如图3所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。图3要点整合热点聚焦热点一测量仪器、仪表的读数【例1】(1)如图4所示的是两把游标卡尺，它们的游标尺自左至右分别为9mm长10等分、19mm长20等分，它们的读数依次为______mm，______mm。图4要点整合热点聚焦(2)①图5甲用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，表针的示数是________A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。②图5乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中指针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针指示的是________V。图5要点整合热点聚焦解析(1)最上面左图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1mm＝0.7mm，最后结果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。上面右图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05mm＝0.85mm，最后结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。(2)①使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A，指针的示数为0.44A；当换用3A量程时，每一小格为0.1A，指针示数为2.20A。②电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V，指针示数为1.70V；使用15V量程时，每小格为0.5V，指针示数为8.5V。答案(1)17.723.85(2)①0.020.440.12.20②0.11.700.58.5要点整合热点聚焦游标卡尺的读数技巧游标卡尺的读数方法：“三看”(1)第一看→精确度例如(如图6所示)图6要点整合热点聚焦易错读成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正确的应为11.4mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零。例如(如图7所示)图7易错读成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正确的应为10.60mm。要点整合热点聚焦(2)第二看→游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端例如(如图8所示)图8易错读成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正确读数为14mm＋10×0.05mm＝14.50mm(3)第三看→游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐要点整合热点聚焦【变式训练】1．(2014·海南卷，11)现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图9a和b所示。图9要点整合热点聚焦(1)由上图读得圆柱体的直径为____cm，长度为____cm。(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________。要点整合热点聚焦解析(1)螺旋测微器的读数为1.5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm(1.842～1.846范围内的均可)；游标卡尺的读数为42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm；(2)圆柱体的横截面积为S′＝πD22，由电阻定律R＝ρLS和欧姆定律R＝UI可知，ρ＝πD2U4IL。答案(1)0.18444.240(2)πD2U4IL要点整合热点聚焦热点二考查电阻率的测量及实物连线【例2】(2014·山东卷，22)实验室购买了一捆标称长度为100m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1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图10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。图10要点整合热点聚焦可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；电压表：量程3V，内阻约9kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20Ω；定值电阻：R0＝3Ω；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。要点整合热点聚焦回答下列问题：(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”)。(2)在实物图11中，已正确连接了部分导线，请根据图10甲电路完成剩余部分的连接。图11要点整合热点聚焦(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A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2位有效数字)。要点整合热点聚焦解析(1)由(3)中电流表的读数为0.50A时，电压表的读数为2.30V可知，Rx和R0的总阻值约为4.60欧姆，若选用滑动变阻器R1，电源电压为6伏特，电流表的量程只有0.6A，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选R2。闭合开关前应将滑片移至a端保证连入电阻最大。(2)见答案图。(3)由于电压表量程0～3V，分度值为0.1V，故读数为2.30V。(4)Rx的阻值为1.60欧姆，由R＝ρlS可知，l＝RSρ＝1.60×1.0×10－61.7×10－8m≈94m。要点整合热点聚焦答案(1)R2a(2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确)要点整合热点聚焦仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)(2)考虑读数误差因素：一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13，以减小读数误差。要点整合热点聚焦(3)仪器选择的一般步骤：①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。要点整合热点聚焦【变式训练】2．某课题组通过实验测量河水的电阻率．现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个可移动圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、直尺、待测的水样品．电路器材如表一，他们用伏安法多次测量的数据如表二(为实验处理方便，实验时每次都把电流表示数调到相同)；实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图12甲所示。要点整合热点聚焦表一器材编号器材名称规格1电流表200μA，内阻约10Ω2电压表12V，内阻约100kΩ3电池组12V，内阻不计4滑动变阻器10Ω，1A5开关6导线若干7定值电阻100Ω要点整合热点聚焦表二序号水柱长度/cm电压表示数/V电流表示数/μA110210022041003306100440810055010100要点整合热点聚焦图12(1)玻璃管内径d的测量值为________cm。(2)根据表一器材和表二数据确定测量电路中电流表应该________(填“内接”或“外接”)，电路的连接方式应该采用________(填“分压电路”或“限流电路”)。(3)用水柱长度l与计算出的水柱电阻R在图乙中描点，画出R－l图象(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值)。要点整合热点聚焦(4)计算出所测水的电阻率为________Ω·m。解析(1)由游标卡尺直接读数得玻璃管内径为2.26cm。(2)电流表内阻RA与电压表内阻RV的乘积远小于待测电阻的平方R2，故电流表采用内接法，待测电阻较大，滑动变阻器阻值较小，为操作方便，应该采用分压电路。要点整合热点聚焦(3)由题表二中数据可以计算出不同长度水柱的电阻，R1＝2100×10－6Ω＝20kΩ、R2＝40kΩ、R3＝60kΩ、R4＝80kΩ、R5＝100kΩ，在坐标系中描点得到R－l图线如图所示。(4)取l＝30cm时，R3＝60kΩ，d＝2.26cm，由电阻定律R＝ρlS得ρ＝RSl＝πRd24l，代入数据解得ρ＝80.2Ω·m。答案(1)2.26(2)内接分压电路(3)如解析图所示(4)80.2要点整合热点聚焦热点三拓展创新实验电阻测量的五种方法1．伏安法电路图外接法：内接法：特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量)要点整合热点聚焦2．安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。(1)如图13甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2＝I1R1I2。(2)如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2≫UA1时，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2＝I1R1＋R0I2。图13要点整合热点聚焦3．伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。(1)如图14甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2＝U2U1R1。(2)如图乙所示，两电表的满偏电流IV1≪IV2时，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2＝U2U1R1＋U1R0。图14要点整合热点聚焦4.等效替代法如图15所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值。图15要点整合热点聚焦【例3】[2014·四川卷，8(2)]图16是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10Ω)，R1是电阻箱(0～99.9Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10V，内阻很小)。在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：图16要点整合热点聚焦(1)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；(2)闭合S，从最