高考物理一轮复习教学案精品集75测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线doc高中物理

第五课时测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线4/4考点剖析【教学要求】1．掌握金属丝电阻率的测量方法。2．学会描绘小灯泡伏安特性曲线，并分析其特点。【知识再现】一、测定金属的电阻率1．实验目的：①掌握电流表、电压表的使用原那么和读数方法以及滑动变阻器的使用方法．②学会正确地使用螺旋测微器,掌握螺旋测微器的读数方法。③掌握用伏安法测电阻的方法。④测定金属的电阻率．2．实验原理：①把金属丝接人电路中，用测金属丝两端的电压，用测金属丝中的电流，利用欧姆定律R＝得到金属丝的电阻R。②用米尺量得金属丝的长度L，用量得金属丝的直径d，算出横截面积S。③利用电阻定律R＝．得出金属丝电阻率的公式。3．实验器材：米尺(最小刻度为毫米)一个，一个，和各一只，(阻值范围0～50Ω)一个，电池两节，开关一个，一条适当长度的铁铬铝合金、镍铬合金等金属导线(长0．5～1m，直径0．4mm左右，电阻5—10Ω)和连接导线假设干．4．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用米尺测量接人电路中的被测金属导线的长度．③按图所示电路图连接好电路．注意滑动变阻器应调在阻值最大的位置，电流表、电压表量程要选择恰当．④闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一适当的读数，并记录下来．⑤继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表和电压表的读数．⑥翻开开关S，撤除电路，整理好实验器材．⑦将各次记录的数据填入下表．(1)导线长度L=(2)导线横截面积S＝(3)导线的电阻R＝(4)导线材料的电阻率ρ=二、描绘小灯泡的伏安特性曲线1．实验目的：描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律．2．实验原理：金属导体的电阻率随温度的升高而，从而使金属导体的电阻随温度的升高而4/4\n，对一只小灯泡来说，不发光、不正常发光和正常发光的灯丝的电阻值可相差几倍或几十倍．因此，它的伏安特性曲线应该是一条．3．实验器材：4～6V直流学生电源、小灯泡、、、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。4．实验步骤：①确定电流表、电压表的量程，使开关处于断开状态，按图所示的原理电路图连接好电路．②将滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路检查无误后，闭合开关S．③改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关S．④在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示，横轴表示，对实验数据进展描点，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线．⑤拆去实验线路，整理实验器材．重点突破知识点一测量电阻丝时电路的选择由于电阻丝的阻值较小，所以用伏安法测其电阻时，应有相关的要求．【应用1】(07佛山质量检测）测定金属丝的电阻（阻值3～5Ω）时，给定的实验器材的实物如以以下图所示，要求通过金属丝的电流可以在0—0.6A之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。导示:金属丝的电阻阻值3～5Ω，与电流表内阻相差不大，所以是小电阻，应用电流表的外接法，题中要求通过金属丝的电流可以在0—0.6A之间变化，所以变阻器要接成分压式，电路和实物接线图如以下图。知识点二器材选择与计算方法测量一段材料电阻率时，应根据其电阻阻值情况，合理选择器材与电路，当然还要测出其它相关物理量，才能测出电阻率。【应用2】（06广州市统考卷)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档（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准确地测量其电阻：A.电流表:量程为0.6A，内阻约为0.1ΩB.电压表:量程为3V，内阻约为3kΩC.滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1AD.低压直流电源：电压6V，内阻忽略F.电键K，导线假设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，那么该材料的电阻率ρ=（用测出的物理量的符号表示）导示:（1）第一个问题实际上是对这种新材料电阻进展粗测，那么该电阻阻值为200Ω。4/4\n（2）本小题是对实验中的材料和电路的选择，由于各器材都是唯一的，所以接下来是电路的设计，粗测该电阻阻值为200Ω，比电流表内阻大得多，比电压表小的倍数不大，所以被测电阻是大电阻，应选用电流表的内接法。滑动变阻器总阻值只有20Ω，所以应接成分压式，电路如以下图。（3）根据局部电路欧姆定律R=U/I，电阻定律R=Ρl/s，可求得：ρ=知识点三小灯泡的伏安特性实验设计【应用3】在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室各有以下器材供选择：A．待测小灯泡“3.0V0.6W”B．电流表（量程200mA，内阻约为20Ω）C．电流表（量程0.6A，内阻约为5Ω）D．电压表（量程3.0V，内阻约为10kΩ）E．电压表（量程6.0V，内阻约为20kΩ）F．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，额定电流50mA）G．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流1.0A）H．电源（电动势为4.0V，内阻不计）I．电键及导线等（1）为了使实验完成的更好，电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应选用。（只需添器材前面的字母即可）（2）请在线框内画出实验电路图。导示:（1）小灯泡正常工作时，流过的电流为0.2A，故电流表应选B，电压表D的量程与小灯泡的额定电压相等，电压表应选D、滑动变阻器F阻值太大，不易调节电路，所以滑动变阻器应选G。（2）小灯泡电阻小，电流表内阻大，所以应选用电流表外接法，由于小灯泡的电压要从零开场调节，所以滑动变阻器应选用分压电路，如以下图。知识点四数据处理与实验结论【应用4】某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：次序U/VI/A灯泡情况10.20.02不亮20.60.06310.1微亮41.40.1451.80.17逐渐变亮62.20.1972.60.2正常发光830.205（1）在甲图上画出I－U图线.（2）从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是；这说明金属导体的电阻随温度升高而.（3）有一个同学在做好了上面的试验后，自己又接了一个电路，如图乙所示，经检查电路连接完全正确、接触良好，闭合电键后，发现两只灯泡中仅有一只发光．教师检查后也肯定电路连接没有问题，你认为问题可能是。导示:（1）如以下图：（2）从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是开场几乎不变，后来逐渐增大；这说明金属导体的电阻随温度升高而增大（3）两只灯的额定功率不同，灯丝电阻大小不等，灯丝电阻小的实际功率就小，有可能不发光.成功体验1．4/4\n影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率那么与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。（1）他们应选用以以下图所示的哪个电路进展实验？答：（）(2)按照正确的电路图连接以以下图的实物图U(V)I(A)000.40.20.60.450.80.811.251.21.81.52.811.63.2(3)实验测得元件Z的电压与电流的关系如右表所示。根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料？答：。(4)把元件Z接入如下左图所示的电路中，当电阻R的阻值为R1=2Ω时，电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时，电流表的读数为0.80A．结合上表数据，求出电池的电动势为V，内阻为Ω．(不计电流表的内阻，结果保存两个有效数字)(5)用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如上右图所示，那么元件Z的直径是mm．参考答案（1）A；（2）如以下图；（3）半导体；（4）4.0V、0.40Ω；（5）1.9904/4