1、第30讲实验、探究：决定导线电阻的因素考情 剖析(注：考纲要求及变化中代表了解和认识，代表理解和应用；命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度决定导线电阻的因素(实验、探究)09实验考查游标卡尺读数、伏安法测电阻、电流表接法的选取以及利用电阻定律进行数据处理次重点B小结及预测1.小结：本讲的实验在近四年的高考中，仅在09年考查过，侧重考查游标卡尺读数、伏安法测电阻、电流表接法的选取以及利用电阻定律进行数据处理，本实验在考纲要求中为掌握能级2预测：预测14年考查本实验的可能性较大3复习建议：建议复习时掌握螺旋测微器和游标卡尺的原
2、理及读数方法，掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法，会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率. 知识 整合一、实验目的： 探究导体电阻与其他因素的定量关系二、实验方法： 理论探究和实验探究三、理论探究1分析导体电阻与它的长度的关系一条长度为l、电阻为R的导体，可以看成是由n段长度同为l1、电阻同为R1的导体串联而成的，这n段导体的材料、横截面积都相同总长度l与每段长度l1的关系为n另一方面，由串联电路的性质可知，RnR1，即n对比两式，可知结论： _.2研究导体电阻与它的横截面积的关系有n条导体，它们的长度相同、材料相同、横截面积相同横截面积同为S1、电阻同为R1.
3、把它们紧紧地束在一起，组成一根横截面积为S、电阻为R的导体由并联电路的性质可知，R，即n同时n所以结论： _.四、实验探究实验一： 通过实验在长度、横截面积、材料三个因素中，保持_因素不变，比较第三个因素的影响；然后研究另外两个因素的影响如图，a、b、c、d是四条不同的金属导体在长度、横截面积、材料三个因素方面；b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同： b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同定量探究影响导体电阻大小的因素图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比比较a、b的电阻之比与它们的长度
4、之比；比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比；比较a、d的电阻是否相等这样就可以得出长度、横截面积、材料这三个因素与电阻的关系改变滑动变阻器滑片的位置，可以获得多组实验数据以得到更可靠的结论这个实验利用_的方法得到的是电阻与导线长度、横截面积的比例关系，实验中不必测量电阻大小的数值结论： _.实验二： 探究导体电阻与材料的关系选择至少两种不同材料的导体(例如镍铬合金丝和康铜丝)，测出它们的长度、横截面积和电阻，利用实验一的等式结论分别计算出等式中的比例系数这个比例系数叫做_一、实验中需注意事项1本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，必须采用电流表外接法；2实验连线时，应先
5、从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端；3测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直；4闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置；5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大；6求R的平均值可用两种方法：第一种是算出各次的测量值，再取平均值，第二种是用图象UI的斜率来求出若采用图象法，
6、在描点时，要尽量使点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑；7连接实物图时，所连的导线不要交叉，且要接到接线柱上；8电流表与电压表的读数，注意有效数字的位数二、误差分析误差来源1直径的测量；2长度的测量；3测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响；4通电电流的大小不同，通电时间的长短不同，致使电阻丝发热而温度不同，电阻率随之变化由于本实验采用电流表外接法，所以R测R真，由，可知测真三、实验改进替代法测电阻1实验器材待测电阻、电阻箱、电流表、单刀双掷开关、电池、导线若干2实验原理用电阻箱替代待测电阻，按如图连接好电路，调节电阻箱，使两次电流相等，则电
7、阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值3误差分析这样测出的阻值与电表的阻值无关，而取决于两次电流表的读数的准确性，避免了因电表的内阻产生的系统误差，操用步骤也很简捷【典型例题1】 图中，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为10)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R_.(2)然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻 A电流表： 量程为0.6 A，内阻约为0.1 B电压表： 量程为3 V，内阻约为3 k C滑动变阻器： 最大阻值为20 ，额定电流为1 A D低压直流电源： 电压为6 V，内阻忽略 F开关K，导线若干在方框中画出实验电路图(3)
8、如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率_(用测出的物理量的符号表示)温馨提示解此题时，要明确欧姆表的量程及电阻的决定式，然后选出正确选项记录空间【变式训练1】某同学测量阻值约为25 k的电阻Rx，现备有下列器材： A电流表(量程100 A，内阻约2 k)； B电流表(量程500 A，内阻约300 )； C电压表(量程15 V，内阻约100 k)； D电压表(量程50 V，内阻约500 k)； E直流电源(20 V，允许最大电流1 A)； F滑动变阻器(最大阻值1 k，额定功率1 W)； G电键和导线若干电流表应选_，电压表应选_(填字母代号)
9、该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：(1)_；(2)_ 随堂 演练1(12年贵州模拟)某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率时甲乙第1题图(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为_cm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为_mm.2有一根圆台状匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关他进行了如下实验：第2题图(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数
10、L_cm.(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)该合金棒的电阻约为几个欧姆图中有一处连接不当的导线是_(用标注在导线旁的数字表示)(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R6.72 .根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd13.3 、RD3.38 .他发现： 在误差允许范围内，电阻R满足R2RdRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R_.(用、L、d、D表示)3在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属丝的电阻约为5.用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝直径d，用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出
11、该金属材料的电阻率实验室备有两节干电池、电键、导线若干及下列器材： A电压表V(03V，内阻约为10k) B电流表A1(00.6A，内阻约为0.5) C电流表A2(03A，内阻约为0.1) D滑动变阻器R1(020，1A) E滑动变阻器R2(01000，0.2A)(1)某同学进行电阻测量时，为提高测量的精度，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填器材前对应的序号)(2)该同学实验时实物接线如图所示，请指出接线中的两处错误；错误1：_；错误2：_(用接线序号表示)第3题图4某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括： 输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器
12、(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图甲第4题图(2)实验的主要步骤如下： 正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图乙的关系图线，其斜率为_A1m1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和丙第4题图(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图丙所示金属丝的直径是_，图
13、乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_，其数值和单位为_(保留三位有效数字)5甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现要测量该材料的电阻率：(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为100)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R_；甲乙丙第5题图(1)(2)用螺旋测微器测量此新型导电材料棒直径d，测量结果如丙图所示，则d_mm；(3)采用以下器材用伏安法尽可能准确地测量其电阻： A电流表：量程为0.6A，内阻约为0.2； B电压表：量程为3V，内阻约为3k； C滑动变阻器：最大阻值为20，额定电流1A； D电源E：电动势6V； F电键S，导线若干；请在方框中画出实验原理电路
14、图；第5题图(2)(4)某同学设计了如图(3)的实验电路，但是在实验过程中却发现导电材料棒电阻率的测量值明显偏小，经检查发现实物图中有一根导线连接错误，该导线是：_(用导线的序号表示)；第5题图(3)(5)如果(3)问实验电路中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率_.(用I、U、L、d表示)第30讲实验、探究：决定导线电阻的因素知识整合基础自测三、1.在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比2.在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比四、实验一：两个控制变量同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导
15、体电阻与构成它的材料有关R实验二： 材料的电阻率重点阐述【典型例题1】 图中，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为10)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R_(2)然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻 A电流表： 量程为0.6 A，内阻约为0.1 B电压表： 量程为3 V，内阻约为3 k C滑动变阻器： 最大阻值为20 ，额定电流为1 A D低压直流电源： 电压为6 V，内阻忽略 F开关K，导线若干在方框中画出实验电路图(3)如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率_(用测出的
16、物理量的符号表示)【答案】(1)200(2)电路如图(3) 【解析】 (1)R读刻度值倍率即Rx2010200.(2)电路图见答案由于Rx200，故采用电流表内接且RxR变，必须分压(3)由R及R可得.变式训练1BC(1)电流表应采用内接法(2)滑动变阻器应采用分压式接法【解析】 直流电源的电压为20 V，为了提高读数准确度应该选择电压表C，因此待测电阻两端电压不得超过15 V，则通过的电流不超过I600 A，电流表应该选B.为了减小误差电流表应采用内接法，因为滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值，若串联，限流效果不明显，应该采用分压接法接入电路随堂演练1.(1)5.015(2)4.700【解
17、析】 由游标卡尺和螺旋测微器读数方法可知2.(1)9.950(2)(3)【解析】 (2)合金棒的电阻约为几欧姆，为小电阻，应采用电流表外接法，即连接不当，应接在合金棒的左端(3)对于圆柱形金属导体，其电阻R，故有Rd， RD，代入R2RdRD即可得R.3.(1)BD(2)【解析】 (1)电源电动势为3V，待测电阻约为5，则I0.6A，即电流表应选择B；变阻器应选择D.(2)由图可知，变阻器接法错误，处接错；处也接错. 4.(1)如图第4题图(2)改变金属丝上金属夹的位置(3)9.510.5均可金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱、电流表)(4)0.1980.202mm金属丝的电阻率9.691071.02106m【解析】 (3)k A1m1100A1m1.L0时纵轴截距与电动势的乘积是，表示此时电路中的总电阻(4)d0.01mm20.00.200mm.由闭合电路欧姆定律可得EI(RrRA)，又有R，联立得，可知斜率为，所以三者之积为电阻率.其值9.42107m.第5题图5(1)2000(2)6.1236.126(3)如图(4)(5)【解析】(1)由图乙知读数为201002000(2)由图丙知读数约为60.124mm6.124(mm)(3)由于滑动变阻器阻值远远小于待测电阻，故采用并联分压的连接方式(4)由实验原理图易知处连错(5)由电阻定律知R 由欧姆定律知RS()2联立可得