2013-2014学年高中物理第2章第6节第2课时实验：测定金属的电阻率课件新人教版选修3-1.ppt

第二章 恒定电流,同步导学方案,课后强化演练,第2课时 实验：测定金属的电阻率,一、实验目的 1学会使用电流表和电压表以及正确读数 2学会使用螺旋测微器以及正确读数 3掌握测定金属电阻率的方法,二、实验原理 1螺旋测微器 (1)构造原理：螺旋测微器是测量长度的仪器之一在实验中常用它测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度等用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm(即毫米的千分位)，因此螺旋测微器又称为千分尺,下图所示是常用的螺旋测微器它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上，旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上精密螺纹的螺距是0.5 mm，即每旋转一周，F前进或后退0.5 mm.可动刻度分成50等份每一等份表示0.1 mm，即可动刻度每转过1等份，F前进或后退0.01 mm，因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.,(2)使用方法：a.找出零误差测物前将两小砧并拢，如果可动刻度的零刻线正好在固定的零刻线上，零误差为零；如果可动刻度的零刻线在固定零刻线之上n小格，应在读数中加上0.01n (mm)，反之则减去0.01n (mm) b将待测物体放在两小砧之间，旋动旋钮直至可动小砧快靠近被测物体时，改用微调调至可动小砧紧靠物体，当听到“咔咔”声后，止动，即可读数,c待测物体长度的整的毫米数从固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出 (3)注意事项： a读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出 b由螺旋测微器读数时必须估读一位，即估读到0.001 mm这一位上,三、实验器材 直流电流表(00.6 A)、直流电压表(03 V)、电池(3 V)、滑动变阻器(010 )、长约1 m的金属丝、开关1只、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器 四、实验步骤 1用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，测三次取平均值 2用螺旋测微器测量金属丝的直径，在不同位置，测量三次，取平均值，并算出金属丝的横截面积S.,五、数据处理 1金属导线直径的读数 (1)特别小心半刻度是否露出 (2)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm，可动刻度上对齐的格数需要估读，所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上 (3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d.,2金属丝长度的测量 (1)应测量接入电路中的有效长度； (2)因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)； (3)把3次测量值求平均值作为长度l.,3电阻R的测量值确定 方法一、平均值法： 可以将每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果 方法二、图象法： 可建立UI坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图象，利用图象斜率来求出电阻值R.,六、注意事项 1为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值 2测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变 3为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用UI图象法求出电阻 4滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求,七、误差分析 1测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差 2由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大) 3通电电流太大，或时间太长，致使金属丝发热，电阻率随之变化.,(2013贵阳高二检测)在“测定金属丝电阻率”的实验中，需要测出其长度L、直径d和电阻R. (1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为_ mm.,(2)若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_(选填“偏大”或“偏小”) (3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图，则电压表的读数为_V，电流表的读数为_A.,【解析】 (1)螺旋测微器的读数为(00.50.0119.7) mm0.697 mm(0.696 mm,0.698 mm也对) (2)图乙中电流表采用外接法，故测量值偏小 (3)电压表精度为0.1 V，其读数为2.60 V；电流表精度为0.02 A，其读数为0.52 A. 【答案】 (1)0.697(0.696、0.698也对) (2)偏小 (3)2.60 0.52,有一螺旋测微器，螺距为0.5 mm，可动刻度一周共50小格当测微螺杆与测砧并拢时，可动刻度的零刻线恰与固定刻度的零刻线对齐今使可动刻度旋转60，则此时测微器的读数为_若用它测一螺栓外径，刻度位置如图所示，则可知其外径为_,(2013江门联考)在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率,(1)从图中读出金属丝的直径为_mm. (2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材： A电压表03 V，内阻10 k B电压表015 V，内阻50 k C电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 ,要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号) 实验中某同学的实物连线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误,错误1_； 错误2_. 【解析】 (1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读0.5 mm，可动刻度上接近第18个刻度线，可以估读0.180 mm(或0.179 mm)，所以该金属丝直径应为0.5 mm0.180 mm(或0.179 mm)0.680 mm(或0.679 mm),(2)由电路图知电源是两节干电池，电动势是3 V，用3 V量程的电压表A；因为电阻丝的电阻大约为5 ，如果把3 V的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5 ，为了减小实验误差，应选10 的滑动变阻器E. 【答案】 (1)0.680(或0.679) (2)A C E 错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2：采用了电流表内接法,耗电因素：一般较少用到 (2)变阻器的选择：除了搞清限流法和分压法外，在分压接法中，应选择电阻小而额定电流大的变阻器；在限流接法中，应选择电阻值与电路中其他电阻比较接近的变阻器 (3)对器材选择的一般步骤：先找出实验中唯一性器材；画出实验原理图；估算待测电路中的I、U的最大值；考虑能否使电流表和电压表有较大角度的偏转；选择合适量程的电压表和电流表，合适阻值的滑动变阻器，电动势合适的电源,(2013咸宁高二检测)在做“测定金属的电阻率”的实验时，需要对金属丝的电阻进行测量，已知金属丝的电阻值Rx约为20 .一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能的大他可选用的器材有： 电源E：电动势为8 V，内阻为1.0 ； 电流表A：量程0.6 A，内阻约为0.50 ； 电压表V：量程10 V，内阻约为10 k； 滑动变阻器R：最大电阻值为5.0 ；,开关一个，导线若干 (1)根据上述条件，测量时电流表应采用_(选填“外接法”或“内接法”) (2)在方框内画出实验电路图,(3)若在上述实验中，电流