第8章 第3讲 第2课时 课标实验—测量金属丝的电阻率（Word教参）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第2课时　课标实验——测量金属丝的电阻率(重点实验) 一、理清原理与操作 原理装置图 操作 要领 (1)测量直径：用螺旋测微器在金属导线三个不同位置各测一次直径(要估读)。 (2)电路连接：连接好伏安法测电阻的实验电路。 (3)测量长度：用毫米刻度尺测金属导线接入电路的有效长度3次(要估读)。 (4)测量U、I：改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应电流表、电压表的示数。 二、掌握数据处理方法 1．求Rx的两种方法 (1)计算法：用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值。 (2)图像法：画出U-I图像，U-I图像的斜率等于Rx。 2．计算电阻率 将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式 ρ＝Rx＝。 三、扫描实验盲点 1．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导线连入电路之前测量。 (2)电流表外接法：本实验中被测金属导线的阻值较小，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，以免金属导线温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。 2．误差分析 偶然误差 金属导线的直径测量、长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差 系统误差 (1)采用伏安法测量金属导线的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小 (2)由于金属导线通电后会发热升温，使金属导线的电阻率变大，造成测量误差 本实验要求考生能根据实验原理以及所给实验器材，合理选择电流表、电压表和滑动变阻器。在选择实验器材时应按照仪表类型、准确度、仪表内阻、量程等方面，既全面又有所侧重地进行选择。高考还注重考查考生对本实验的迁移创新能力，要求善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。 关键点(一)　电表的选择与接法 [考法感悟] 1．测量金属丝电阻率的实验中，金属丝电阻约为4 Ω，直流电源E＝4 V，内阻不计，有开关、导线若干，要求测量电压从零开始变化。下列器材中 A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约1 Ω)； B．电流表(量程0～3 A，内阻约0.1 Ω)； C．电压表(量程0～15 V，内阻约10 kΩ)； D．电压表(量程0～3 V，内阻约2 kΩ)； E．滑动变阻器(阻值0～10 Ω，额定电流2 A)； F．滑动变阻器(阻值0～1 kΩ，额定电流0.2 A)。 (1)电流表应选择________(填入器材序号)。 (2)电压表应选择________(填入器材序号)。 (3)滑动变阻器应选择________(填入器材序号)。 (4)在方框中画出实验电路图。 解析：(1)电路中的最大电流为Imax＝，若选用B，最大电流Imax 2＝＝ A≈0.98 A，电流表指针最大偏转没有达到满刻度的三分之一，读数误差较大；若选用A，最大电流Imax 1＝＝A＝0.8 A，因实验要求测量电压从零开始变化，可以控制电流不超过最大量程0.6 A，故选A。 (2)直流电源E＝4 V，电压表若选C，指针偏转较小，读数误差较大，因实验要求测量电压从零开始变化，可控制电压不超过电压表D的量程即可。电压表故选D。 (3)实验要求测量电压从零开始变化，采用分压电路，滑动变阻器选阻值小、额定电流大的，故选E。 (4)实验要求测量电压从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，由于金属丝电阻较小，故电流表应采用外接法，设计电路图如图所示。 答案：(1)A　(2)D　(3)E　(4)见解析图 2．(2021·北京等级考)在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。 (1)该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是________Ω。 (2)除电源(电动势3.0 V，内阻不计)、电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)、开关、导线若干外，还提供如下实验器材： A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω) B．电流表(量程0～3.0 A，内阻约0.02 Ω) C．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A) D．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A) 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(选填实验器材前对应的字母)。 (3)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U-I图线。根据图线得出该金属丝电阻R＝________Ω(结果保留小数点后两位)。 (4)用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。 解析：(1)将选择开关调节到“×1”挡，由图1可知，金属丝的电阻Rx＝6×1