高考物理一轮总复习第七章恒定电流实验7测定金属的电阻率课件

,恒定电流,第 七 章,实验七 测定金属的电阻率,栏目导航,一、实验目的 1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 2掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属丝的电阻率,知识梳理 夯实基础,六、误差分析 1金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一 2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小 3金属丝的长度测量及电流表和电压表的读数等会带来偶然误差 4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差,七、注意事项 1本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法 2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、被测金属丝、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被测金属丝的两端 3测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值,4测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值 5闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置 6在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流I不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大 7若采用图象法求R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,考点1 仪器的使用和读数 1螺旋测微器 (1)构造：如图甲，S为固定刻度，H为可动刻度 (2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，旋钮K每旋转一周，螺杆P前进或后退0.5 mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.,核心考点 分层突破,(3)读数 测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米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) 如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.,2游标卡尺 (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 (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1 mm.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：,(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(xK精确度) mm. 3常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可,(1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位 (2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V. (3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A,例1(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为_ mm、_ mm、_ mm. (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是_ mm.,17.7,23.50,3.18,2.150,(3)如图丙所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A：当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表_A，图中表针示数为_A 如图丁所示的电表使用较小量程时，每小格表示_V，图中表针的示数为_V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针示数为_V.,0.02,0.44,0.1,2.20,0.1,1.70,0.5,8.5,(4)旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_，今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_若用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为_.,1 987,将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到零,019 998 ,解析：(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm. 中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是100.05 mm0.50 mm，最后结果是23 mm0.50 mm23.50 mm. 最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm. (2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.,(3)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A 电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V (4)电阻为1 987 ，最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2，再将“ 100”旋钮调到零每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两个电阻箱串联可达到的最大电阻是29 999 19 998 .故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 .,考点2 数据处理和误差分析 例2(2017江西南昌模拟)某同学测定一细金属丝的电阻率，部分实验步骤如下： (1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径，螺旋测微器如图甲所示，则该金属丝的直径为_mm.,0.200(0.1990.201均对),(2)因找不到合适的电压表，该同学设计了如图乙所示的电路，电源电动势为E3 V，内阻不能忽略，取金属丝Rx接入电路的长度为20 cm，接通电路后调整电阻箱的阻值，使电流表示数为0.50 A，之后不断改变Rx接入电路的长度，调整电阻箱的阻值，使电流表示数始终为0.50 A，记录下电阻丝Rx接入电路的长度及对应电阻箱的阻值如下表所示：,请在图丙的坐标纸中作出电阻R0随长度L变化的图象； (3)根据图象可求得；该金属丝的电阻率为_m，电源的内阻为r_.(计算结果保留2位有效数字),2.0107(1.91072.1107均对),1.2(1.11.3均对),考点3 实验改进与创新 在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属丝电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差 1等效替换法 连接电路如图所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时，电流表中的电流示数相同，则表明RxR，即可测出Rx.,测量电阻的方法很多，常用的有三种：第一种用多用电表欧姆挡直接测量电阻，优点是简捷方便，缺点是测量误差较大；第二种是用伏安法测量电阻，优点是测量误差较小，精度比第一种高很多，缺点是间接测量，需计算修正；第三种是电桥法测量电阻，优点是测量精度最高，缺点是不简便，程序步骤较复杂,例3(2017湖北武汉模拟)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为_ cm，直径为_ mm.,5.05,5.316(5.3105.320),(2)按图丙连接电路后，实验操作如下： 将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(选填“大”或“小”)，将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0. 将电阻箱R2的阻值调至最_ (选填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 . (3)由此可知