《2019_2020学年高中物理第二章恒定电流第6节第2课时实验探究导体电阻与其影响因素包括材料的关系课件新人教版选修3_120191218257.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019_2020学年高中物理第二章恒定电流第6节第2课时实验探究导体电阻与其影响因素包括材料的关系课件新人教版选修3_120191218257.ppt（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第2 2课时实验课时实验: :探究导体电阻与其影响因素探究导体电阻与其影响因素( (包括材料包括材料) )的关系的关系实验基础实验基础实验探究实验探究典例研习典例研习实验基础实验基础实验探究实验探究一、数据处理一、数据处理1.1.金属丝长度的测量金属丝长度的测量(1)(1)应测量接入电路中的有效长度。应测量接入电路中的有效长度。(2)(2)因为用的是毫米刻度尺因为用的是毫米刻度尺, ,读数时要读到毫米的下一位。读数时要读到毫米的下一位。(3)(3)把三次测量值求平均值作为长度把三次测量值求平均值作为长度l l。2.2.电阻电阻R R的测定的测定方法一平均值法方法一平均值法可以将每次测量的可以
2、将每次测量的U,IU,I分别计算出电阻分别计算出电阻, ,再求出电阻的平均值再求出电阻的平均值, ,作为测量作为测量结果。结果。方法二图象法方法二图象法可建立可建立U U- -I I坐标系坐标系, ,将测量的对应将测量的对应U,IU,I值描点作出图象值描点作出图象, ,利用图象斜率求出利用图象斜率求出电阻值电阻值R R。二、误差分析二、误差分析1.1.由于电压表不是理想电表由于电压表不是理想电表, ,内阻并非无穷大内阻并非无穷大, ,电流表外接电流表外接, ,电压表会分流电压表会分流, ,使测得的电流值大于真实值使测得的电流值大于真实值, ,造成系统误差。造成系统误差。2.2.长度测量、直径测
3、量、电压表和电流表读数带来偶然误差。长度测量、直径测量、电压表和电流表读数带来偶然误差。3.3.通电后金属丝的温度变化对电阻率的影响引起误差。通电后金属丝的温度变化对电阻率的影响引起误差。4.4.在坐标纸上描点、作图带来误差。图线应画成平滑的曲线在坐标纸上描点、作图带来误差。图线应画成平滑的曲线, ,误差较大的点误差较大的点应当舍去。应当舍去。三、注意事项三、注意事项电流表、电压表测电阻两种接法的比较电流表、电压表测电阻两种接法的比较电流表内接法电流表内接法电流表外接法电流表外接法电路图电路图误差原因误差原因电流表分压电流表分压U U测测=U=Ux x+U+UA A电压表分流电压表分流I I测
4、测=I=Ix x+I+IV V典例研习典例研习类型一类型一实验原理与操作实验原理与操作【例例1 1】在在“探究电阻与长度、横截面积的关系探究电阻与长度、横截面积的关系”的实验中的实验中, ,用刻度尺测量用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图所示金属丝直径时的刻度位置如图所示, ,金属丝的匝数为金属丝的匝数为39,39,用米尺测出金属丝用米尺测出金属丝的长度的长度L,L,金属丝的电阻大约为金属丝的电阻大约为5 ,5 ,先用伏安法测出金属丝的电阻先用伏安法测出金属丝的电阻R,R,然后然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系。用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系。(1)(1)从图
5、中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为 mmmm。 答案答案: :(1)0.649(0.647(1)0.649(0.6470.651)0.651)(2)(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材: :A.A.电压表电压表0 03 V,3 V,内阻约内阻约10 k10 kB.B.电压表电压表0 015 V,15 V,内阻约内阻约50 k50 kC.C.电流表电流表0 00.6 A,0.6 A,内阻约内阻约0.05 0.05 D.D.电流表电流表0 03 A,3 A,内阻约内阻约0.01 0.01 E.E.滑动变阻器滑动变阻器,0,
6、010 10 F.F.滑动变阻器滑动变阻器,0,0100 100 要求较准确地测出其阻值要求较准确地测出其阻值, ,电压表应选电压表应选, ,电流表应选电流表应选, ,滑动变阻器应选滑动变阻器应选。( (填序号填序号) ) 实验中某同学的实物接线如图所示实验中某同学的实物接线如图所示, ,请指出该同学实物接线中的两处明显请指出该同学实物接线中的两处明显错误。错误。错误错误a:a: ; ; 错误错误b:b: . . 解析解析: :(2)(2)因为两节干电池的电动势是因为两节干电池的电动势是3 V,3 V,用用3 V3 V量程的电压表量程的电压表A;A;因为金因为金属丝的电阻大约为属丝的电阻大约为
7、5 ,5 ,如果把如果把3 V3 V的电动势全加在金属丝上的电动势全加在金属丝上, ,电流才是电流才是0.6 A,0.6 A,因此用量程是因此用量程是0.6 A0.6 A的电流表的电流表C;C;此题中金属丝的电阻大约为此题中金属丝的电阻大约为5 ,5 ,为了减小实验误差为了减小实验误差, ,应选应选10 10 的滑动变阻器的滑动变阻器E E。错误。错误a:a:导线连接在滑动导线连接在滑动变阻器的滑片上变阻器的滑片上. .错误错误b:b:采用了电流表内接法。采用了电流表内接法。答案答案: :(2)(2)A AC CE E错误错误a:a:导线连接在滑动变阻器的滑片上错误导线连接在滑动变阻器的滑片上
8、错误b:b:采用了电流表内接法采用了电流表内接法类型二类型二实验数据处理及误差分析实验数据处理及误差分析【例例2 2】 在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”实验中实验中, ,所用测量仪器均已校准。待测所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为金属丝接入电路部分的长度约为50 cm50 cm。(1)(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径用螺旋测微器测量金属丝的直径, ,取平均值为取平均值为0.398 mm;0.398 mm;(2)(2)用伏安法测金属丝的电阻用伏安法测金属丝的电阻R Rx x。实验所用器材为。实验所用器材为: :电池组电池组( (电动势电动势3 V,3 V,内内阻约阻
9、约1 )1 )、电流表、电流表( (内阻约内阻约0.1 )0.1 )、电压表、电压表( (内阻约内阻约3 k)3 k)、滑动变阻、滑动变阻器器R(0R(020 ,20 ,额定电流额定电流2 A)2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路材正确连接好电路, ,进行实验测量进行实验测量, ,记录数据如下记录数据如下: :次数次数1 12 23 34 45 56 67 7U/VU/V0.100.100.300.300.700.701.001.001.501.501.701.702.302.30I/AI/A0.0200.0200.0600.06
10、00.1600.1600.2200.2200.3400.3400.4600.4600.5200.520由以上实验数据可知由以上实验数据可知, ,他们测量他们测量R Rx x是采用图是采用图1 1中的中的 ( (填填“甲甲”或或“乙乙”) )图。图。 答案答案: :(2)(2)甲甲(3)(3)图图2 2是测量是测量R Rx x的实验器材实物图的实验器材实物图, ,图中已经连接了部分导线图中已经连接了部分导线, ,滑动变阻器滑动变阻器的滑片的滑片P P置于变阻器的一端。请根据置于变阻器的一端。请根据(2)(2)所选的电路图所选的电路图, ,补充完成图中的实补充完成图中的实物间的连线物间的连线, ,
11、并使闭合开关的瞬间并使闭合开关的瞬间, ,电压表或电流表不至于被烧坏。电压表或电流表不至于被烧坏。解析解析: :(3)(3)连接实物图时要注意连接实物图时要注意: :开关闭合前开关闭合前, ,滑动变阻器应处于零阻值处滑动变阻器应处于零阻值处, ,以使待测电阻的分压最小以使待测电阻的分压最小; ;应保证开关能控制整个电路的通断应保证开关能控制整个电路的通断; ;电流从电电流从电压表和电流表正极流入。压表和电流表正极流入。答案答案: :(3)(3)见解析见解析(4)(4)这个小组的同学在坐标纸上建立这个小组的同学在坐标纸上建立U U- -I I坐标系坐标系, ,如图如图3 3所示所示, ,图中已标
12、出了图中已标出了与测量数据对应的与测量数据对应的4 4个坐标点。请在图中标出第个坐标点。请在图中标出第2,4,62,4,6次测量数据的坐标次测量数据的坐标点点, ,并描绘出并描绘出U U- -I I图线。由图线得到金属丝的阻值图线。由图线得到金属丝的阻值R Rx x= = ( (保留两保留两位有效数字位有效数字) )。 解析解析: :(4)(4)在坐标系中描出在坐标系中描出2,4,62,4,6次测量数据对应的点次测量数据对应的点, ,然后连线。由于第然后连线。由于第6 6个数据描点偏差太大个数据描点偏差太大, ,舍弃不用舍弃不用; ;图线的斜率即为图线的斜率即为R Rx x的阻值的阻值, ,由
13、图可知由图可知, , R Rx x=4.4 =4.4 。答案答案: :(4)(4)图线见解析图线见解析4.4(4.34.4(4.34.74.7均正确均正确) )(5)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为( (填选项字母填选项字母) )。 A A.1.11010-2-2 m mB B.1.11010-3-3 m mC C.1.11010-6-6 m mD D.1.11010-8-8 m m答案答案: :(5)C(5)C(6)(6)(多选多选) )任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准, ,
14、下下列关于误差的说法正确的是列关于误差的说法正确的是( (填选项字母填选项字母) )。 A.A.用螺旋测微器测量金属丝直径时用螺旋测微器测量金属丝直径时, ,由于读数引起的误差属于系统误差由于读数引起的误差属于系统误差B.B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.C.若将电流表和电压表的内阻计算在内若将电流表和电压表的内阻计算在内, ,可以消除由测量仪表引起的系统可以消除由测量仪表引起的系统误差误差D.D.用用U U- -I I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析解析: :(6)(6)由于读数
15、而引起的误差是偶然误差由于读数而引起的误差是偶然误差, ,由于电压表与电流表的内阻由于电压表与电流表的内阻而引起的误差是系统误差而引起的误差是系统误差,A,B,A,B错误。若将电流表和电压表的内阻计算在错误。若将电流表和电压表的内阻计算在内内, ,则消除了电表内阻对实验的影响则消除了电表内阻对实验的影响, ,即消除了由测量仪表引起的系统误即消除了由测量仪表引起的系统误差差,C,C正确。由正确。由U U- -I I图象处理数据图象处理数据, ,体现了多次测量求平均值的思想体现了多次测量求平均值的思想, ,而且剔而且剔除了个别偶然误差比较大的点除了个别偶然误差比较大的点, ,如图线中的第如图线中的第6 6个点个点,D,D正确。正确。答案答案: :(6)CD(6)CD