高中物理教科版選修3-1學(xué)案：學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究決定導(dǎo)體電阻的因素(測(cè)定金屬的電阻率)-【含答案】-展示頁(yè)
2025-04-03 04:27本頁(yè)面
【正文】 、50個(gè)的，其規(guī)格見(jiàn)下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度1 mm與每小格的差值精確度(可精確到)109 mm mm mm2019 mm mm mm5049 mm mm mm(4)讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示游標(biāo)尺上第K條刻度線與主尺上某一刻度線對(duì)齊．則記錄結(jié)果表示為(x＋K精確度)mm.如圖所示用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量球的直徑，其讀數(shù)為(6＋13)mm＝ mm.【例1】 有一根細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料樣品(如圖甲所示)，截面為同心圓環(huán)(如圖乙所示)，此樣品長(zhǎng)L約為 3 cm，電阻約為100 Ω，已知這種材料的電阻率為ρ，因該樣品的內(nèi)徑太小，無(wú)法直接測(cè)量，現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：A．20等分刻度的游標(biāo)卡尺B．螺旋測(cè)微器C．電流表A1(量程50 mA，內(nèi)阻r1＝100 Ω)D．電流表A2(量程100 mA，內(nèi)阻r2大約為40 Ω)E．電流表A3(量程3 A， Ω)F．滑動(dòng)變阻器R(0～10 Ω，額定電流2 A)G．直流電源E(12 V，內(nèi)阻不計(jì))H．導(dǎo)電材料樣品Rx(長(zhǎng)L約為3 cm，電阻Rx約為100 Ω)I．開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干請(qǐng)根據(jù)上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測(cè)量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案，回答下列問(wèn)題：(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該樣品的長(zhǎng)度如圖丙所示，其示數(shù)L＝________mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑如圖丁所示，其示數(shù)D＝________mm.(2)請(qǐng)選擇合適的儀器，畫(huà)出最佳實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選器材．(3)實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量有：_____________________________________(同時(shí)用文字和符號(hào)說(shuō)明)．然后用已知物理量的符號(hào)和測(cè)量的符號(hào)來(lái)表示樣品的內(nèi)徑d＝________.思路點(diǎn)撥：①估算待測(cè)電阻的最大電流，確定所選電流表．②用內(nèi)阻已知的電流表代替電壓表．解析：(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為：L＝30 mm＋7 mm＝30．35 mm螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑為：d＝3 mm＋ mm＝ mm.(2)通過(guò)電阻的最大電流大約I＝ A＝120 mA,3 A電流表量程偏大，另外兩個(gè)電流表中，D電流表的滿偏電流大于C電流表的滿偏電流，又C電流表內(nèi)阻為定值，根據(jù)歐姆定律與串并聯(lián)知識(shí)，應(yīng)將C電流表與待測(cè)材料并聯(lián)后再與D電流表串聯(lián)，又因滑動(dòng)變阻器阻值太小，應(yīng)用分壓式接法，可設(shè)計(jì)電路圖如圖所示．(3)設(shè)A1電流表示數(shù)為I1，A2電流表示數(shù)為I2，由歐姆定律可得待測(cè)電阻阻值R＝.又由電阻定律：R＝ρ＝ρ.聯(lián)立解得：d＝.答案：(1) (～) (2)見(jiàn)解析圖(3)A1電流表示數(shù)為I1，A2電流表示數(shù)為I2 【例2】 在“探究電阻與長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示，金屬絲的匝數(shù)為39，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，金屬絲的電阻大約為5 Ω，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后用控制變量法探究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系．(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為_(kāi)_______mm.(2)為此取來(lái)兩節(jié)新的
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