高考物理总复习 实验八 测定金属的电阻率配套课件.pptVIP

实验八 测定金属的电阻率 考点1练习使用螺旋测微器和游标卡尺1 螺旋测微器的构造及读数 1 螺旋测微器的构造 如图s8 1所示是常用的螺旋测微器 它的测砧a和固定刻度b固定在u形框架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b上 图s8 1 2 螺旋测微器的原理 测微螺杆p与固定刻度b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 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数 或半整数 毫米数由 固定刻度读出 小数部分由可动刻度读出 测量值 毫米 固定刻度数 毫米 可动刻度数 估读一 位 0 01 毫米 固定刻度读数 半刻度线露出则固定刻度数应为 5mm 没露出则为 mm 表示固定刻度水平线下面的刻度数 可动刻度要估读 小数点后应保留三位有效数字 2 游标卡尺 1 游标卡尺的构造 游标卡尺 是一种测量长度 内外径 深度的量具 游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成 主尺一般以毫米为单位 而游标上则有10 20或50个分格 根据分格的不同 游标卡尺可分为十分度游标卡尺 精确度为0 1mm 二十分度游标卡尺 精确度为0 05mm 和五十分度游标卡尺 精确度为0 02mm 游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪 分别是内测量爪和外测量爪 内测量爪通常用来测量内径 外测量爪通常用来测量长度和外径 图s8 2 2 游标卡尺的读数 读数时首先以游标零刻度线为准在主尺上读取整毫米数 即以毫米为单位的整数部分 然后看游标上第几条刻度线与主尺的刻度线对齐 如第6条刻度线与主尺刻度线对齐 则小数部分即为精确度乘以6 测量值 整数部分 小数部分 小数部分 对齐的游标尺上刻度线数 精确度 3 注意事项 游标卡尺的读数不需要估读 即以毫米作单位 精确度在小数点后有几位数 读数结果小数点后就有几位数 自主检测 1 2013年北京顺义区二模 如图s8 3甲所示是用主尺最小分度为1mm 游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件内径的实物图 图乙是游标部分放大后的示意图 则该工件内径为 cm 用螺旋测微器测一金属杆的直径 结果如图丙所示 则杆的直径是 mm 图s8 3 解析 游标卡尺的主尺读数为22mm 游标尺上第17个刻度与主尺上某一刻度对齐 故其读数为0 05 17mm 0 85mm 所以最终读数为22mm 0 85mm 2 285cm 螺旋测微器的固定刻度读数为2 5mm 可动刻度读数为0 01 20 0mm 0 200mm 所以最终读数为 2 5mm 0 200mm 2 700mm 答案 2 285 2 700 考点2伏安法测电阻 1 伏安法测电阻的两种电路形式比较 2 两种控制电路 1 两种控制电路的比较 2 两种控制电路的选择 下列三种情况必须选用分压式接法 a 要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连续调节时 如测定导体的伏安特性 校对改装后的电表等电路 b 当用电器的电阻rl远大于滑动变阻器的最大值r0 且实验要求的电压变化范围较大 或要求测量多组数据 时 因为若用限流法 rl两端电压变化不明显 c 若采用限流接法 电路中实际电压 或电流 的最小值仍超 过rl的额定值时 只能采用分压接法 下列情况可选用限流式接法 a 测量时电路的电流或电压没有要求从零开始连续调节 只是小范围内测量 且rl与r0接近或rl略小于r0 采用限流式接法 b 电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小 不能满 足分压式接法的要求时 采用限流式接法 c 没有很高的要求 仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时 可考虑安装简便和节能因素 采用限流式接法 3 实物连线 从电源的正极出发 将串联部分电路连接好 注意电表的量程问题 最后连上电压表 连线后需要检查电表的正负极 检查电流是否从正极流入 从负极流出 连线一律连在接线柱上 不交叉 自主检测 2 用电流表 内阻约4 和电压表 内阻约3k 测量电阻r的阻值 分别将图s8 4甲 乙两种测量电路连到电路中 进行多次测量 按照图甲所示电路某次的测量情况 电流表的示数是4 60ma 电压表的示数是2 50v 按照图乙所示电路某次的测量情况 电流表的示数是5 00ma 电压表的示数是2 30v 比 较这两次测量结果 正确的说法是 图s8 4 a 电阻的真实值更接近460 且大于460 b 电阻的真实值更接近460 且小于460 c 电阻的真实值更接近543 且大于543 d 电阻的真实值更接近543 且小于543 答案 d 考点3测定金属的电阻率 1 实验原理 2 实验步骤图s8 5 1 电路设计 由于被测电阻丝的阻值较小 所以选用电流表外接法 本实验不要求电压调节范围 滑动变阻器可选用限流接法 2 实验原理电路 如图s8 5所示 按照实验原理电路连接好各电学元件 3 测出金属丝接入电路部分的长度l 选取三个不同位置测量金属丝的直径d 求d的平均值 计算出导线的横截面积s 3 注意事项 1 测量被测金属导线的有效长度 是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度 亦即电压表两端点间的待测导线长度 测量时应将导线拉直 2 在用伏安法测电阻时 通过待测导线的电流强度i不宜过大 电流表用0 0 6a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过程中逐渐增大 自主检测 3 2013年珠海模拟 在做 测定金属的电阻率 的实验中 若待测电阻丝的电阻约为5 要求测量结果尽量准确 备有以下器材 a 电池组 3v 内阻1 b 电流表 0 3a 内阻0 0125 c 电流表 0 0 6a 内阻0 125 d 电压表 0 3v 内阻4k e 电压表 0 15v 内阻15k f 滑动变阻器 0 20 允许最大电流1a g 滑动变阻器 0 2000 允许最大电流0 3a h 开关 导线 1 上述器材中应选用的是 填写字母代号 2 某同学采用了图s8 6甲所示的部分电路测量电阻 则测量值比真实值偏 填 大 或 小 根据测量数据得到的伏安特性曲线如图乙所示 图中mn段向上弯曲的主要原因是 图s8 6 解析 1 测量电阻需要电源 电流表 电压表 滑动变阻器 电键导线 由于电源电压为3v 所以电压表选择d 电路中的电流大约i 0 6a 所以电流表选择c 滑动变阻器用小阻值的便于操作 则所需的器材为a c d f h 2 待测电阻的阻值远小于电压表的内阻 属于小电阻 所以电流表采取外接法 由于电压表的分流 使得测量值比真实值偏小 答案 1 acdfh 2 小 随着电阻丝中的电流增大 温 度升高 电阻率增大 电阻增大 热点1测定金属电阻率的综合应用 对于本实验 高考的考查点主要在器材的选取和仪器的连接方面 掌握本实验的原理 分析器材的使用参数 结合题目要求作出判断是关键 实验器材的选取步骤 1 估算电流和电压的最大值 确定实验器材中的电压表和 电流表 2 根据待测电阻的大约值确定滑动变阻器 选择最大值与 待测电阻差不多的滑动变阻器 3 根据待测电阻的阻值大小确定安培表的内外接法 根据 实验要求确定滑动变阻器的接法 画出实验电路图 例1 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s8 7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rx 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 图s8 7 1 从图s9 12中读出金属丝的直径为 mm 2 为此取来两节新的干电池 开关和若干导线及下列器 材 a 电压表0 3v 内阻10k b 电压表0 15v 内阻50k c 电流表0 0 6a 内阻0 05 d 电流表0 3a 内阻0 01 e 滑动变阻器 0 10 f 滑动变阻器 0 100 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 实验中实物接线如图s8 8所示 请指出该同学实物接线 中的两处明显错误 图s8 8 错误1 错误2 解析 1 固定刻度读数为0 半刻度读数为0 5mm 可动刻度读数为0 01mm 18 0 0 180mm 故螺旋测微器读数为0 680mm 2 两节干电池电动势共为3v 为减小读数误差 选小量程电压表 故选a 电流表同样选择小量程的 即选c 滑动变阻器特点是 电阻大的调节精度低 电阻变化快 操作不方便 故选小电阻的 即选e 伏安法测电阻时 测量较大电阻用安培表内接法 测量较小电阻用安培表外接法 本题待测电阻与安培表电阻相接进 故采用安培表外接法 答案 1 0 680 2 a ce 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错误3 电压表量程接到了15v上 任选两个错误即可 方法技巧 1 用伏安法测电阻时安培表内 外接法的选择原则是 大内小外 即对于大电阻采用安培表内接法 对于小电阻采用安培表外接法 2 需要有较大的电压测量范围时 滑动变阻器采用分压式接法 触类旁通 1 给你一个电流表 内阻可忽略不计 一节干电池 内阻可忽略不计 一个开关 一个已知阻值的电阻r和导线若干 如何测出未知电阻rx 1 画出你设计的电路图 2 简要说明测量步骤 3 写出rx的表达式 解 1 如图d19所示 图d19 2 把rx与已知阻值的电阻r并联在电路中 用电流表分别测出通过rx及已知阻值r的电流ix和i 热点2测电阻实验的方法改进 在用伏安法测电阻的实验中 由于电表内电阻的影响 从而使金属导线电阻测量值偏小 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 用等效替代法测电表的内阻如图s8 9所示 图s8 9 先让待测电表与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上 读出电流表示数i 然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上 调节电阻箱的阻值 使电流表中示数仍为i 则电阻箱的读数即等于待测电表的内阻 等效替代法测量电流表内阻时选择的电流表量程应与待测电流表量程相近 测量电压表内阻时可根据电压表的量程与内阻的大小选择电流表的量程 例2 2011年新课标卷 为了测量一微安表头a的内阻 某同学设计了如图s8 10所示的电路 图中a0是标准电流表 r0和rn分别是滑动变阻器和电阻箱 s和s1分别是单刀双掷开关和单刀开关 e是电池 完成下列实验步骤中的填空 图s8 10 1 将s拨向接点1 接通s1 调节 使待测表头指针偏转到适当位置 记下此时 的读数i 2 然后将s拨向接点2 调节 使 记下此时rn的读数 3 多次重复上述过程 计算rn读数的 此即为待 测微安表头内阻的测量值 审题突破 先接通1 使待测电表有一示数 再接通2调节电阻箱使待测电表的示数相同 此时电阻箱的示数即为待测电表的内阻 解析 根据大致的步骤来确定细节方面的步骤 多次测量 求平均值可以减小实验误差 答案 1 r0标准电流表 2 rn标准电流表的读数仍为i 3 平均值 方法技巧 本题考查了一种新的实验方法测量电表内阻 要能