浙江省杭州育华学校2023届高考物理一轮复习讲义：实验七 探究导体电阻与其影响因素的定量关系

实验七: 探究导体电阻与其影响因素的定量关系 一、伏安法测电阻 伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫（安培计）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。 如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若，则采用外接法。若，则采用内接法。 如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。 二、滑动变阻器的两种接法 滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法。采用分压接法时，被测电阻RX上的电压调节范围较大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。 三、实物图连线方法 ⑴无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路（伏安法部分）接好；⑵对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱并选择正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处）。⑶对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的分布，将伏安法部分接入该两点间。 四、探究导体电阻与其影响因素的定量关系 （一）、实验目的 1.学会使用各种常用电学仪器以及正确读数 2.学会使用螺旋测微器以及正确读数 3.学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率 （二）、实验原理 欧姆定律和电阻定律，用刻度尺测一段金属导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d，用电压表和电流表测导体的电阻，由电路图如下所示 （三）、实验器材 被测金属导线、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导线若干 （四）、实验步骤 1．用螺旋测微器测量金属导线的直径，再由直径算出金属导线的横截面积。 2. 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测导线的长度。 3．按照电路图连接好电路，注意滑动变阻器要调在适当的位置（此图中调在最左端），电流表、电压表的量程要选择恰当。 4．闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一恰当的读书，并记录下来。 5．继续调节滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表、电压表的读数。 6.打开开关S，拆除电路，整理好实验器材。 7.处理数据。 （五）、注意事项 1．由于所测金属导线的电阻值较小，测量电路应该选用电流表外接线路。 2．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处于恰当的位置。 3．测电阻时电流不宜过大，通电时间不宜过长。 4．求R的平均值可以用二种方法：第一种用算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法是用U-I图像的斜率求出。 ( 例1 ． （ ★★★ ） 在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm 2 的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终 。电压表读数 随OP间距离x 的变化如下表： x/mm 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2100 2200 2300 2400 U/V 3.95 4.50 5.10 5.90 6.50 6.65 6.82 6.93 7.02 7.15 7.85 8.50 9.05 9.75 （1）绘出电压表读数 U 随 OP 间距离x变化的图线； （2）求出金属丝的电阻率 ，并进行比较。 ) 【考点】探究导体电阻与其影响因素的定量关系 【解析】（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数U为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线。 （2）根据电阻定律可得。 通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。 【答案】（1）如图所示； （2）电阻率的允许范围： ：~ ：~ ：~ 通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。 【教学建议】理解影响电阻大小的因素．本题是一道创新题，能考查学生的实验创新