【优化探究】2014年新课标高考总复习人教物理---选修3-1课件选修3-1-7-3(一)

要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理一、螺旋测微器的构造原理及读数1．螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上．旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上．第3单元：实验(一)测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理2．螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．3．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理二、游标卡尺的构造、原理及读数1．构造：如图所示，主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理4.读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理三、伏安法测电阻1．电流表的内接法和外接法的比较要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理2.两种电路的选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内偏大，小外偏小”．(2)临界值计算法：当Rx＜RVRA时，用电流表外接法；当Rx＞RVRA时，用电流表内接法．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理(3)实验试探法：按图所示接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则采用电流表内接法．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理四、测定金属的电阻率1．实验目的(1)掌握螺旋测微器的原理及读数方法．(2)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．(3)会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理2．实验原理(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻Rx(Rx＝UI)．电路原理图如图所示．(2)用毫米刻度尺量得金属丝接入电路的长度l，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出其横截面积S.(3)利用电阻定律R＝ρlS，得金属丝电阻率ρ＝RxSl.要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理3．实验器材被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干．4．实验步骤(2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l.(3)按照原理图连好用伏安法测电阻的实验电路．(4)把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，检查无误后闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值记录在表格中，断开S，求出导线电阻Rx的平均值．(5)整理仪器．(1)求金属丝横截面积S，在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径，求出其平均值d，S＝πd24.要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理5．数据处理(1)在求Rx的平均值时可用两种方法②第二种是用UI图线的斜率求出．(2)计算电阻率①第一种是用Rx＝UI算出各次的数值，再取平均值．将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式ρ＝RxSl＝πd2U4lI.要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理6．误差分析(1)金属丝直径、长度的测量带来误差．(2)测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测R真，由R＝ρlS，知ρ测ρ真．(3)通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理7．注意事项(1)为了方便，测量直径应在金属丝连入电路前进行；为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行，测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度．(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法．(3)开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大．(4)电流不宜太大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大．(5)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端．(6)若用图象法求Rx的平均值．在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理类型一实验仪器的选取及电路设计【例1】(2012年高考山东理综)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；电源：E1(电动势3V，内阻不计)；E2(电动势12V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规则读数，注意半刻度线已经露出，故其直径d＝1mm＋0.5mm＋27.3×0.01mm＝1.773mm.(2)待测金属丝的额定电流约0.5A，用A2时指针偏角太小，造成测量结果不准确．因电压表的量程是3V，用E2时有可能烧坏电压表．因RVRx＝30004＞RxRA＝40.2，用电流表的外接法．【答案】(1)1.773(1.771～1.775均正确)(2)A1E1电路图如图所示要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理类型二实验数据处理及误差分析【例2】(2012年北京理综改编)在“测定金属的电阻率”实验中，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50cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径为0.397mm.(1)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3V，内阻约为1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________图(选填“甲”或“乙”)．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理(2)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝______Ω(保留两位有效数字)．要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理(3)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为______(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m(4)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是________(有多个正确选项)．A．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B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．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误差D．用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理【解析】(1)由记录数据知，若采用乙图限流电路，则当U＝0.10V，I＝0.020A时，滑动变阻器须串入的电阻约为144Ω，大于滑动变阻器的最大阻值20Ω，所以实验中滑动变阻器R应采用分压式连接，故他们采用甲图电路．(2)UI图线见答案．求出图线斜率即Rx的阻值．(4)系统误差是实验原理、实验方法不完善、测量工具不精密等因素造成的误差．偶然误差是人为、环境等偶然因素造成的误差．故读数引起的误差属偶然误差，而电表的内阻引起的误差是系统误差，A、B选项错误；把电表内阻计算在内，完善了实验方案，可消除这一因素引起的系统误差，C选项正确；用多次测量求平均值的方法或UI图象法，可减小偶然误差，D选项正确．(3)Rx＝ρlS，则ρ＝Sl·Rx＝πd22lRx≈1.0×10－6Ω·m要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理【答案】(1)甲(2)如图所示4.4(4.3～4.7均正确)(3)C(4)CD要点知识整合菜单热点典例精析隐藏山东金太阳书业有限公司高效知能演练2014·新课标高考总复习·物理类型三实验创新设计【例3】某些固体材料受到外力的作用后，除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”．现用如图甲所示的电路研究某长薄板形电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材可供选用：电源E(3V，内阻约为1Ω)电压表V1(15V，内阻约为20kΩ)电压表V2(6V，内阻r1＝6kΩ)电流表A1(0.6A，内阻约为1Ω)电流表A2(0.6A，内阻r2＝5Ω)滑动变阻器R1(10Ω，额定电流0.1A)滑动变阻器R2(20Ω，额定电流1A)要点知识整合