高中物理 实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）课件 新人教版选修31.ppt

实验 测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 1 掌握电流表 电压表和滑动变阻器的使用方法 2 掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法 3 学会利用伏安法测电阻 进一步测出金属丝的电阻率 一 螺旋测微器的原理和使用 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的 即螺杆在螺母中旋转一周 螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离 因此 沿轴线方向移动的微小距离 就能用圆周上的读数表示出来 螺旋测微器上精密螺纹的螺距是0 5mm 可动刻度有50个等分刻度 可动刻度旋转一周 测微螺杆可前进或后退0 5mm 因此旋转每个小分度 相当于测微螺杆前进或后退0 5mm 50 0 01mm 可见 可动刻度每一小分度表示0 01mm 所以螺旋测微器可精确到0 01mm 由于还能再估读一位 可读到毫米的千分位 故又名千分尺 螺旋测微器的原理 螺旋测微器的精度 图1 螺旋测微器的构造 螺旋测微器的使用 1 螺旋测微器的读数 实际测量时 分度线不一定正好与读数基线对齐 这时还必须往下估读0 001mm 可见 用螺旋测微器测量物体的长度时 以 mm 为单位 小数点后必有三位 读数时 先从固定刻度上读出大于半毫米的大数部分 再从可动刻度上读出小于半毫米的小数部分 二者之和就是被测物体的总长度 读数分为0 5mm以上的大数与0 5mm以下的小数而不分为整数和小数 螺旋测微器的读数 2 伏安法测电阻 1 电流表的内接法和外接法的比较 2 两种电路的选择 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 临界值法 令r0 当rx r0时 用内接法 rx r0时 用外接法 试触法 如图所示 将电压表分别接在a c和b c两点时 若电流表示数变化较大 说明电压表分流较大 应选用内接法 若电压表示数变化较大 说明电流表分压较大 则选用外接法 3 电阻率的测定原理由得 因此 只要测出金属丝的长度l 横截面积s和导线的电阻r 就可以求出金属丝的电阻率 1 根据部分电路的欧姆定律可知 故只要测出金属丝两端的电压u和金属丝中的电流i 就可以得出金属丝的电阻 即用伏安法测出金属丝的电阻r 2 金属丝的长度可以用毫米刻度尺测量 3 金属丝的横截面积s由金属丝的直径d算出 即s d2 4 其中金属丝的直径用螺旋测微器测出 若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率 则金属丝的电阻率的表达式为 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 二 实验器材 1 用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一次直径 求出其平均值d 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用伏安法测电阻的实验电路 三 实验步骤 3 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 反复测量三次 求出其平均值l 4 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 电路经检查确认无误后 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表 电压表的示数i和u的值 记入表格内 断开开关s 5 拆去实验线路 整理好实验器材 1 使用螺旋测微器时的注意事项 1 测量时 在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮 而改用微调旋钮 避免产生过大的压力 既可使测量结果精确 又能保护螺旋测微器 2 在读数时 要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出 四 注意事项 3 读数时 千分位有一位估读数字 不能随便扔掉 即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐 千分位上也应读取为 0 4 当小砧和测微螺杆并拢时 可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合 将出现零误差 应加以修正 即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值 2 测定金属的电阻率时的注意事项 1 为了方便 测量直径应在导线连入电路前进行 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 2 本实验中被测金属丝的电阻值较小 故需采用电流表外接法 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 1 金属丝的横截面积是利用直径计算得到的 直径的测量是产生误差的主要原因之一 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 电流表和电压表的读数等会带来测量误差 4 金属丝通电后发热升温 会使金属丝的电阻率变大 造成偶然误差 五 误差分析 1 在 测定金属的电阻率 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 0 679 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 要想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接线如图所示 请指出该同学实物接线中的