《伏安法测电阻》PPT课件.ppt

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1、伏安法测电阻伏安法测电阻实验原理实验原理实验步骤实验步骤注意事项注意事项07年佛山市教学质量检测年佛山市教学质量检测07年年1月苏州市教学调研测试月苏州市教学调研测试1207届届12月江苏省丹阳中学试卷月江苏省丹阳中学试卷1306年年12月广州市月广州市X科统考卷科统考卷1207届届12月江苏省丹阳中学试卷月江苏省丹阳中学试卷1206-07学年度南京市金陵中学一模学年度南京市金陵中学一模12南京市南京市07届二模试卷届二模试卷132007年高考广东卷年高考广东卷132007年理综山东卷年理综山东卷23伏安法测电阻伏安法测电阻实验原理实验原理:实验目的实验目的:用用伏伏安安法法间间接接测测定定某

2、某种种金金属属导导体体的的电电阻阻率率；练练习习使使用用螺旋测微器。螺旋测微器。根据电阻定律公式根据电阻定律公式只要测量出金属导线的长度只要测量出金属导线的长度l和它的直径和它的直径d，计算出导，计算出导线的横截面积线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。即可计算出金属导线的电阻率。实验器材实验器材:被测金属导线，直流电源（被测金属导线，直流电源（4V）,电流表电流表(0-0.6A)，电压表（，电压表（0-3V），滑动变阻器（），滑动变阻器（50）,电键，导电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。线若干，螺旋测微器，米尺。实验步骤实验

3、步骤:1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径一次直径,求出其平均值求出其平均值d,计算出导线的横截面积计算出导线的横截面积S.2按如图所示的原理电路图连接好按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。用伏安法测电阻的实验电路。AVRRxES3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度金属导线的有效长度l,反复测量反复测量3次次,求出其平均值。求出其平均值。4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置阻值最大的位置,电路经检查

4、确认无误后电路经检查确认无误后,闭合电键闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电读出几组相应的电流表、电压表的示数流表、电压表的示数I和和U的值，断开电键的值，断开电键S，求出导，求出导线电阻线电阻R的平均值。的平均值。5.将测得的将测得的R、l、d值值,代入电阻率计算公式代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。中，计算出金属导线的电阻率。6拆去实验线路，整理好实验器材。拆去实验线路，整理好实验器材。注意事项注意事项:1测测量量被被测测金金属属导导线线的的有有效效长长度度，是是指指测测量量待待测测导导线线接接入入电电路路的的两两个个端端点点之之

5、间间的的长长度度，亦亦即即电电压压表表两两并并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。电路必须采用电流表外接法。3实验连线时实验连线时,应先从电源的正极出发应先从电源的正极出发,依次将电源、依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干电键、电流表、待测金属导线、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线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。导线的两端。4闭合电键闭合电键S之前，

6、一定要使滑动变阻器的滑动片处之前，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。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强度在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的的值不宜过大（电流表用量程），通电时间不宜过长，值不宜过大（电流表用量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。过程中逐渐增大。07年佛山市教学质量检测年佛山市教学质量检测11.（3）测测定金属定金属丝丝的的电电阻（阻阻（阻值值35）时时，给给定的定的实验实验器材的器材的实实物如下物如下图图所示，要求通所示，

7、要求通过过金属金属丝丝的的电电流可以在之流可以在之间变间变化。化。请请在方框中画出在方框中画出实验电实验电路路图图，并在，并在图图中用中用实线实线代替代替导线连导线连接成符合接成符合实验实验要求要求的的电电路路图图。0.6 3A153V解解:实验电路图如图示实验电路图如图示,AV连线图如图示。连线图如图示。07年年1月苏州市教学调研测试月苏州市教学调研测试1212（11分分）图图a为为某某一一热热敏敏电电阻阻（电电路路符符号号为为,其其电电阻阻值值随随温度的改变而改变，且对温度很敏感温度的改变而改变，且对温度很敏感)的的IU关系曲线图关系曲线图（1）为为了了通通过过测测量量得得到到图图a所所示

8、示IU关关系系的的完完整整曲曲线线，在在图图b和和图图c两个电路中应选择的是图两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：简要说明理由：。(已知电源电动势为已知电源电动势为9V,内阻不计内阻不计,滑动变阻器的阻值为滑动变阻器的阻值为0100),（2）在在图图d电电路路中中，电电源源电电压压恒恒为为9V，电电流流表表读读数数为为70mA，定定值值电电阻阻R1=250由由热热敏敏电电阻阻的的IU关关系系曲曲线线可可知知，热热敏敏电电阻阻两两端的电压为端的电压为_V；电阻；电阻R2的阻值为的阻值为（3）举出一个应用热敏电阻的例子：）举出一个应用热敏电阻的例子：_VA图图bVA图图cAR1R2热热敏敏电电

9、阻阻9V图图dRI/mAU/V1234567500图图a10203040b电压可从电压可从0V调到所需电压调到所需电压,调节范围较大调节范围较大解解:I1A=36mAI2=70-36=34mA由图由图a得得URVR2=(9-5.3)/0.034=108.85.3108.8热敏温度计热敏温度计13(12分分)热热敏敏电电阻阻是是传传感感电电路路中中常常用用的的电电子子元元件件现现用用伏伏安安法法研研究究热热敏敏电电阻阻在在不不同同温温度度下下的的伏伏安安特特性性曲曲线线，要要求求特特性性曲曲线线尽尽可可能能完完整整已已知知常常温温下下待待测测热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值约约4050热热敏敏电电阻

10、阻和和温温度度计计插插入入带带塞塞的的保保温温杯杯中中，杯杯内内有有一一定定量量的的冷冷水水，其其他他备备用用的的仪仪表表和和器器具具有有：盛盛有有热热水水的的热热水水瓶瓶(图图中中未未画画出出)、电电源源(3V、内内阻阻可可忽忽略略)、直直流流电电流流表表(内内阻阻约约1)、直直流流电电压压表表(内内阻阻约约5k)、滑动变阻器、滑动变阻器(010)、开关、导线若干、开关、导线若干(1)图图(1)中中a，b，c三三条条图图线线能能反反映映出出热热敏敏电电阻阻伏伏安安特特性曲线的是性曲线的是(2)在图在图(2)的方框中画出实验电路图，的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小要求测量误差尽可能

11、小(3)根据电路图，在图根据电路图，在图(3)的实物图上连线的实物图上连线07届届12月江苏省丹阳中学试卷月江苏省丹阳中学试卷130bIUa c图（图（1）c解：解：常温下待测热敏电阻的阻值约常温下待测热敏电阻的阻值约4050放入热放入热水中，电阻减小，所以电流表采用外接法。水中，电阻减小，所以电流表采用外接法。滑动变阻器最大阻值滑动变阻器最大阻值10，且电压要从，且电压要从0测起，变阻测起，变阻器采用分压器接法，电路图如下左图示：器采用分压器接法，电路图如下左图示：Av实物连线图如下右图示：实物连线图如下右图示：06年年12月广州市月广州市X科统考卷科统考卷1212(10分分)图图12中中，

12、甲甲图图为为一一段段粗粗细细均均匀匀的的新新型型导导电材料棒，现测量该材料的电阻率电材料棒，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）首先用多用电表的欧姆档（倍率为10）粗测）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R=.（2）然然后后用用以以下下器器材材用用伏伏安安法法尽尽可可能能精精确确地地测测量量其其电阻：电阻：A.电流表电流表:量程为量程为A，内阻约为，内阻约为B.电压表电压表:量程为量程为3V，内阻约为，内阻约为3kC.滑动变阻器：最大阻值为滑动变阻器：最大阻值为20，额定电流，额定电流1AD.低压直流电源：电压低压直流电源：电压6V

13、，内阻忽略，内阻忽略F.电键电键K，导线若干，导线若干在方框中画出实验电路图在方框中画出实验电路图.L甲甲图图12乙乙3020100100300200（3）如如果果实实验验中中电电流流表表示示数数为为I，电电压压表表示示数数为为U，并并测测出出该该棒棒的的长长度度为为L、直直径径为为d，则则该该材材料料的的电电阻阻率率=（用测出的物理量的符号表示）（用测出的物理量的符号表示）解：解：(2)电阻较大，所以电流表采用内接法。电阻较大，所以电流表采用内接法。滑动变阻器最大阻值滑动变阻器最大阻值20，为了多测几组数据，变，为了多测几组数据，变阻器采用分压器接法，电路图如下图示：阻器采用分压器接法，电路

14、图如下图示：VA（3）该材料的电阻率该材料的电阻率07届届12月江苏省丹阳中学试卷月江苏省丹阳中学试卷1212(6分分)某某学学生生欲欲测测一一未未知知电电阻阻的的阻阻值值，可可供供选选择的器材有：择的器材有：电流表电流表Al量程量程010mA，电流表电流表A2量程量程00.6A，电压表电压表Vl量程量程03V，电压表电压表V2量程量程015V，滑动变阻器一只，电源滑动变阻器一只，电源4.5V，电键电键2个，个，如如下下图图所所示示，当当电电键键S2连连a时时，两两电电表表的的指指针针偏偏转转角角度度都都在在满满偏偏的的4/5处处；若若将将S2接接b时时，其其中中一一个个电电表表的的指指针针偏

15、偏角角几几乎乎不不变变,另另一一电电表表的的指指针针偏偏转转到到满满偏偏的的3/4处处该学生所选用的电压表的量程该学生所选用的电压表的量程为为，所用电流表的量程，所用电流表的量程为为，该电阻的阻值为，该电阻的阻值为.AVbS1S2Rxa解：解：AVbS1S2Rxa当当Rx较大时较大时,电键电键S2从从a转向转向b时时,电流表读数减小电流表读数减小,电压表读数几乎不变。电压表读数几乎不变。当当Rx较小时，电键较小时，电键S2从从a转向转向b时时,电压表读数增大，电压表读数增大，电流表读数几乎不变。电流表读数几乎不变。由题意可知由题意可知,Rx较大较大.电流表应采用内接法（电流表应采用内接法（S2

16、接接b）,由于由于Rx较大，所用电流表的量程为较大，所用电流表的量程为0-10mA.电源电压电源电压4.5V，所选用的电压表的量程为，所选用的电压表的量程为0-3V.将将S2接接b时，电压表读数为时，电压表读数为UV 电压表读数为电压表读数为I=3/410=7.5mARx=U/I=2.4/(7.510-3)=32006-07学年度南京市金陵中学一模学年度南京市金陵中学一模1212（14分分）有有一一根根细细长长而而均均匀匀的的金金属属材材料料样样品品，截截面面为为外外方方内内圆圆，如如图图所所示示此此金金属属材材料料重重约约12N，长长约约为为30cm，电电阻阻约约为为10已已知知这这种种金金

17、属属的的电电阻阻率率为为，密密度度为为0因因管管线线内内径径太太小小，无无法法直直接接测测量量，请请设设计计一个实验方案测量其内径一个实验方案测量其内径d，现有如下器材可选：，现有如下器材可选：A毫米刻度尺毫米刻度尺B螺旋测微器螺旋测微器C电流表（电流表（600mA）D电流表（电流表（3A）E电压表（电压表（3V6k）F滑动变阻器（滑动变阻器（2kA）G滑动变阻器（滑动变阻器（102A）H蓄电池（蓄电池（6V）I开关一个，带夹子的导线若干开关一个，带夹子的导线若干（1）除除 待待 测测 金金 属属 材材 料料 外外，应应 选选 用用 的的 实实 验验 器器 材材 有有（只填代号字母）（只填代号

18、字母）A、B、C、E、G、H、I（2）画画出出你你所所设设计计方方案案的的实实验验电电路路图图，并并把把所所选选仪仪器连成实际测量电路器连成实际测量电路（3）用已知的物理常数和测得的物理量，推导计）用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属管线内径算金属管线内径d的表达式的表达式AVVA（2）解：）解：AVRR0P解解：设设长长度度为为l，截截面面外外边边长长为为a，电电压压为为U，电电流强度为流强度为I。电阻电阻截面积截面积故有故有解得解得题目题目南京市南京市07届二模试卷届二模试卷1313某同学要用某同学要用“伏安法伏安法”测定一个待测电阻测定一个待测电阻Rx(阻值阻值约为约为200)的

19、阻值，实验室提供了如下器材：的阻值，实验室提供了如下器材：电池组电池组E（电动势为（电动势为3V，内阻不计），内阻不计）:电流表电流表A1（量程为（量程为010mA，内阻约为，内阻约为4060）:电流表电流表A2（量程为（量程为0500A，内阻为，内阻为1000）:滑动变阻器滑动变阻器R1(阻值范围为阻值范围为020，额定电流为，额定电流为2A):电阻箱电阻箱R2(阻值范围为阻值范围为09999，额定电流为，额定电流为1A):开关开关S，导线若干，导线若干请你帮助该同学完成实验中的下述问题（实验中应尽请你帮助该同学完成实验中的下述问题（实验中应尽可能的考虑更加准确地测量可能的考虑更加准确地测量

20、Rx的阻值）：的阻值）：（1）上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它）上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表。请在图甲所示方框中画出将电流表改改装成电压表。请在图甲所示方框中画出将电流表改装成电压表的电路原理图，并在图中标明所用器材的装成电压表的电路原理图，并在图中标明所用器材的代号。代号。（2）请在图乙的方框中画出测量）请在图乙的方框中画出测量Rx阻值的电路图，阻值的电路图，并在图中标明各器材的代号并在图中标明各器材的代号甲甲乙乙（1）如图所示；）如图所示；R2A2（2）如图所示；）如图所示；R2R1RxESA1A2（3）实验中，将电阻箱）实验中，将电阻箱R2的阻值调为的阻值

21、调为4000，再调，再调节滑动变阻器节滑动变阻器R1，使两表的示数如下图所示，可读，使两表的示数如下图所示，可读出电流表出电流表A1的示数是的示数是，电流表电流表A2的示数是的示数是，测得测得Rx的阻值是的阻值是A1A2（也同样给分）（也同样给分）2402A解：解：电流表电流表A2内阻为内阻为1k,改装成电压表后总内阻改装成电压表后总内阻5k.Ux=I2RV=24010-65103VRx=UxI16.410-6=1.91021.9102题目题目2007年高考广东卷年高考广东卷1313（12分分）实实验验室室新新进进了了一一批批低低电电阻阻的的电电磁磁螺螺线线管管，已已知知螺螺线线管管使使用用的

22、的金金属属丝丝电电阻阻率率=1.710-8m。课课外外活活动动小小组组的的同同学学设设计计了了一一个个试试验验来来测测算算螺螺线线管管使使用用的的金金属属丝丝长长度度。他他们们选选择择了了多多用用电电表表、电电流流表表、电电压压表表、开开关关、滑滑动动变变阻阻器器、螺螺旋旋测测微微器器（千千分分尺尺）、导导线线和和学生电源等。学生电源等。（1）他他们们使使用用多多用用电电表表粗粗测测金金属属丝丝的的电电阻阻，操操作作过过程分以下三个步骤：（请填写第程分以下三个步骤：（请填写第步操作）步操作）将将红红、黑黑表表笔笔分分别别插插入入多多用用电电表表的的“+”、“-”插插孔；选择电阻档孔；选择电阻档

23、“1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图表的示数如图9（a）所示。）所示。将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零第第3页页AVRABPRxESAVRABPRxESRABPESAVRxRABPESAVRxCABD图图9（b）图图9（a）（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的）的A、B、C、D四个电路中选择四个电路中选择_电路来测量电路来测量金属丝电阻；金属丝电阻；D

24、第第4页页（3）他他们们使使用用千千分分尺尺测测量量金金属属丝丝的的直直径径，示示数数如如图图10所示，金属丝的直径为所示，金属丝的直径为mm；（4）根根据据多多用用电电表表测测得得的的金金属属丝丝电电阻阻值值，可可估估算算出出绕绕制制这这个个螺螺线线管管所所用用金金属属丝丝的的长长度度约约为为_m。（结果保留两位有效数字）（结果保留两位有效数字）02520图图1030解解:（3）金属丝的直径为金属丝的直径为 d（4）多用电表测得的金属丝电阻值多用电表测得的金属丝电阻值R=4，12m或或13m题目题目（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器

25、，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。用电表检查电路故障并写出判断依据。(只需写出简要只需写出简要步骤步骤)（5）解解:使使用用多多用用电电表表的的电电压压档档位位，接接通通电电源源,逐逐个个测测量量各各元元件件、导导线线上上的的电电压压，若若电电压压等等于于电电源源电电压，说明该元件或导线断路故障。压，说明该元件或导线断路故障。使用多用电表的电阻档位使用多用电表的电阻档位,断开电路或拆下元件、断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，

26、说明该元件或导线断路故障无穷大，说明该元件或导线断路故障.题目题目第第2页页2007年理综山东卷年理综山东卷2323.检检测测一一个个标标称称值值为为5的的滑滑动动变变阻阻器器。可可供供使使用用的的器材如下：器材如下：A待测滑动变阻器待测滑动变阻器Rx，全电阻约，全电阻约5（电阻丝绕制紧（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）密，匝数清晰可数）B电流表电流表A1，量程，内阻约，量程，内阻约C电流表电流表A2，量程，量程3A，内阻约，内阻约D电压表电压表V1，量程，量程15V，内阻约，内阻约15kE电压表电压表V2，量程，量程3V，内阻约，内阻约3kF滑动变阻器滑动变阻器R，全电阻约，全电阻约20G直流

27、电源直流电源E，电动势，电动势3V，内阻不计，内阻不计H游标卡尺游标卡尺I毫米刻度尺毫米刻度尺J电键电键S导线若干导线若干2页页题目题目3页页4页页末页末页（1）用用伏伏安安法法测测定定Rx的的全全电电阻阻值值，所所选选电电流流表表_(填填“A1”或或“A2”)，所所选选电电压压表表为为_(填填“V1”或或“V2”)。（2）画画出出测测量量电电路路的的原原理理图图，并并根根据据所所画画原原理理图图将下图中实物连接成测量电路。将下图中实物连接成测量电路。电路原理图和对应的实物连接如图电路原理图和对应的实物连接如图VARRxESA1V22页页题目题目3页页4页页末页末页VARRxES（2）解：）解

28、：方案一：分压接法方案一：分压接法RESAVRx方案二：限流接法方案二：限流接法AVRRxESVARRxES2页页题目题目3页页4页页末页末页（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。并给出直径和总长度的表达式。(3)解：解：方案一：方案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤

29、：主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数数出变阻器线圈缠绕匝数n用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度的排列长度L，可得电阻丝的直径为，可得电阻丝的直径为d=L/n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1，可得电，可得电阻丝总长度阻丝总长度也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D2，得，得电阻丝总长度电阻丝总长度重复测量三次重复测量三次,求出电阻丝直径和总长度的平均值求出电阻丝直径和总长度的平均值2页页题目题目3页页4页页末页末页方案二：方案二：需要的器材：游标卡尺需要的器材：游标卡尺主要的操作步骤：主要的操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数数出变阻器线圈缠绕匝数n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管和瓷管部分的外径部分的外径D2，可得电阻丝的直径为，可得电阻丝的直径为电阻丝总长度电阻丝总长度重复测量三次重复测量三次,求出电阻丝直径和总长度的平均值求出电阻丝直径和总长度的平均值2页页题目题目3页页4页页末页末页