内容正文:
第十章
电路及其应用
实验10:测量金属丝的电阻率
高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
5A导学案 高考一轮复习 物理
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体系建构
体系建构
素养发展
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1
实验原理与操作
(2022·常州期末)在“测量金属丝的电阻率”时,某实验小组选用的主要仪器有:
待测金属丝(接入电路的长度为50.00 cm,电阻约几欧),电压表V(0~3 V,内阻约2 kΩ;0~15 V,内阻约15 kΩ),电流表A(0~3 A,内阻约0.01 Ω;0~0.6 A,内阻约0.05 Ω),滑动变阻器R(0~10 Ω,0.6 A),干电池两节,导线若干.
(1) 用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图甲所示,读数应为_______________________________mm.
1
0.400(0.398~0.402均正确)
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甲 乙
【解析】读数为0 mm+0.01×40.0 mm=0.400 mm.
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(2) 请用笔画线代替导线,在图乙中完成实物电路的连接.
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(3) 实验中,调节滑动变阻器,记录到的电压表和电流表的示数如表所示,请在图丙中作出U-I图线.
U/V 1.05 1.40 2.00 2.30 2.60
I/A 0.22 0.28 0.40 0.46 0.51
丙
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【解析】图线如答案图所示.
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(4) 进一步分析,可得金属丝的电阻率ρ=_____________________________________________Ω·m(结果保留两位有效数字).
1.3×10-6(1.2×10-6~1.4×10-6
均正确)
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(5) 测得的电阻率比真实值偏大,可能的原因有____________.
A. 金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏大
B. 开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大
C. 电压表内阻不够大导致测出的电阻偏大
D. 滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小
【解析】测出的直径偏大会导致测得的电阻率偏大,A正确;开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大会导致测得的电阻率偏大,B正确;由于电压表分流,导致电流表测量值偏大,电阻测量值偏小,则电阻率测量值会偏小,C错误;滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小,这与结果的精确度无关,D错误.
AB
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数据处理与误差分析
(2023·南京学情调研)某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝Rx的电阻率.
(1) 用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示,可知该金属丝的直径d=___________mm.
2
【解析】根据螺旋测微器的读数规律,该读数为0+0.01×40.0 mm=0.400 mm.
0.400
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(2) 用多用电表粗测金属丝的阻值.当用电阻“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图乙所示,其读数为________Ω.
甲
乙
【解析】当用电阻“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,表明电阻过小,为了减小读数的偶然误差,换用“×1”挡,则指针静止时位置的读数为12.0×1 Ω=12.0 Ω.
12.0
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(3) 为了更精确地测量金属丝的电阻率,实验室提供了下列器材:
A. 电流表A(量程0.6 A,内阻为1.0 Ω)
B. 保护电阻R0
C. 电源(输出电压恒为6 V)
D. 开关S、导线若干
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①实验小组设计的测量电路如图丙所示,调节接线夹在金属丝上的位置,测出接入电路中金属丝的长度L,闭合开关,记录电流表读数I.
②改变接线夹位置,重复①的步骤,测出多组L与I的值.根据测得的数据,作出如图丁所示的图线,可得R0=_________Ω,金属丝的电阻率ρ=_________________________________Ω·m.(结果均保留两位有效数字)
丙
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2.6×10-6(2.4×
10-6~2.7×10-6)
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③关于本实验的误差,下列说法中正确的是_________.
A. 电表读数时为减小误差应多估读几位
B. 用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差
C. 考虑电流表内阻的影响,电阻率的测量值大于真实值
B
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实验拓展与创新
(2022·苏州质量调研)某同学为了测量电流表G的内阻和一段电阻丝AB的电阻率ρ,设计了如图甲所示的电路.已知滑片P与电阻丝有良好的接触,其他连接导线电阻不计.现有以下器材:
A. 待测电流表G(量程为60 mA,内阻Rg)
B. 一段粗细均匀的电阻丝AB(横截面积S=1.0×10-7 m2,总长度L总=60