高考物理大一轮复习 实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）课件 沪科版.ppt

实验七测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 一 螺旋测微器1 构造 如图1所示是常用的螺旋测微器 它的测砧a和固定刻度b固定在尺架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 图1 2 原理 测微螺杆f与固定刻度b之间的精密螺纹的螺距为0 5mm 即旋钮d每旋转一周 f前进或后退0 5mm 而可动刻度e上的刻度为50等份 每转动一小格 f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 温馨提示螺旋测微器需要估读 图2 最后一位数字为估计数字 读数和记数时估计位为有效数字的最后一位 例如如图2所示 固定刻度示数为2 0mm 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 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 二 游标卡尺1 构造 如图3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 图3 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 其读数见下表 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 x k 精确度 mm 三 测定金属的电阻率 注意事项1 先测直径 再连电路 为了方便 测量直径时应在金属丝连入电路之前测量 2 电流表外接法 本实验中被测金属丝的阻值较小 故采用电流表外接法 3 电流控制 电流不宜过大 通电时间不宜过长 以免金属丝温度过高 导致电阻率在实验过程中变大 误差分析 热点一测量仪器 仪表的读数 例1 2014 海南卷 11 现有一合金制成的圆柱体 为测量该合金的电阻率 现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻 用螺旋测微器测量该圆柱体的直径 用游标卡尺测量该圆柱体的长度 螺旋测微器和游标卡尺的示数如图4a和b所示 图4 1 由上图读得圆柱体的直径为 cm 长度为 cm 2 若流经圆柱体的电流为i 圆柱体两端之间的电压为u 圆柱体的直径和长度分别为d l 测得d l i u表示的电阻率的关系式为 游标卡尺的读数技巧游标卡尺的读数方法 三看 1 第一看 精确度例如 如图5所示 图5 易错读成11mm 4 0 1mm 11 40mm正确的应为11 4mm 游标卡尺不需估读 后面不能随意加零 也不能随意去零 例如 如图6所示 图6 易错读成10mm 12 0 05mm 10 6mm 正确的应为10 60mm 2 第二看 游标尺上的0刻度线位置 区分零刻度与标尺最前端例如 如图7所示 图7 易错读成11mm 10 0 05mm 11 50mm正确读数为14mm 10 0 05mm 14 50mm 3 第三看 游标尺的哪条 第n条 刻度线与主尺上的刻度线对齐 变式训练 1 1 如图8所示的两把游标卡尺 它们的游标尺从左到右分别为9mm长10等分 19mm长20等分 它们的读数依次 mm mm 2 使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径 示数如图9所示 则甲 乙金属丝的直径分别为 mm mm 图8 图9 解析 1 图8甲读数 整毫米是17 不足1毫米数是7 0 1mm 0 7mm 最后结果是17mm 0 7mm 17 7mm 乙图读数 整毫米是23 不足1毫米数是17 0 05mm 0 85mm 最后结果是23mm 0 85mm 23 85mm 2 对图9甲 甲固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15 0 最后的读数为 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 对图乙 乙金属丝的直径为4 8 0 01mm 0 048mm 答案 1 17 723 85 2 2 1500 048 热点二考查电阻率的测量及实物连线 例2 2014 山东卷 22 实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线 某同学想通过实验测定其实际长度 该同学首先测得导线横截面积为1 0mm2 查得铜的电阻率为1 7 10 8 m 再利用图10甲所示电路测出铜导线的电阻rx 从而确定导线的实际长度 图10 可供使用的器材有 电流表 量程0 6a 内阻约0 2 电压表 量程3v 内阻约9k 滑动变阻器r1 最大阻值5 滑动变阻器r2 最大阻值20 定值电阻 r0 3 电源 电动势6v 内阻可不计 开关 导线若干 回答下列问题 1 实验中滑动变阻器应选 填 r1 或 r2 闭合开关s前应将滑片移至 端 填 a 或 b 2 在实物图11中 已正确连接了部分导线 请根据图10甲电路完成剩余部分的连接 图11 3 调节滑动变阻器 当电流表的读数为0 50a时 电压表示数如图乙所示 读数为 v 4 导线实际长度为 m 保留2位有效数字 答案 1 r2a 2 如图所示 3 2 30 2 29 2 31均正确 4 94 93 95均正确 3 仪器选择的一般步骤 首先选择唯一性的器材 粗画电路图 暂不接电流表和电压表 估算回路中电流和电压的最大值 在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下 结合已知器材的规格 确定实验电路和实验器材 变式训练 2 2014 江苏卷 10 某同学通过实验测量一种合金的电阻率 1 用螺旋测微器测量合金丝的直径 为防止读数时测微螺杆发生转动 读数前应先旋紧图12所示的部件 选填 a b c 或 d 从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm 图12 图13 2 图13所示是测量合金丝电阻的电路 相关器材的规格已在图中标出 合上开关 将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中 发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化 由此可以推断 电路中 选填图中表示接线柱的数字 之间出现了 选填 短路 或 断路 3 在电路故障被排除后 调节滑动变阻器 读出电压表和电流表的示数分别为2 23v和38ma 由此 该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58 7 为了更准确地测出合金丝的阻值 在不更换实验器材的条件下 对实验应作怎样的改进 请写出两条建议 解析 1 读数前应先旋紧b防止读数时测微螺杆发生转动 螺旋测微器读数 0 41 0 0 01mm 0 410mm 2 7 9之间发生断路 则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中 此时改变阻值较小的滑动变阻器阻值时 对电压表和电流表的示数影响很小 符合题述现象 同时满足两表读数 热点三拓展创新实验电阻测量的五种方法1 伏安法特点 大内小外 内接法测量值偏大 测大电阻时应用内接法测量 图14 图15 图16 5 等效替代法如图17所示 先让待测电阻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 使电流表的读数仍为i 则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值 图17 例3 2014 四川卷 8 2 图18是测量阻值约几十欧的未知电阻rx的原理图 图中r0是保护电阻 10 r1是电阻箱 0 99 9 r是滑动变阻器 a1和a2是电流表 e是电源 电动势10v 内阻很小 在保证安全和满足要求的情况下 使测量范围尽可能大 实验具体步骤如下 图18 1 连接好电路 将滑动变阻器r调到最大 2 闭合s 从最大值开始调节电阻箱r1 先调r1为适当值 再调节滑动变阻器r 使a1示数为i1 0 15a 记下此时电阻箱的阻值r1和a2的示数i2 3 重复步骤 2 再测量6组r1和i2值 4 将实验测得的7组数据在坐标纸上描点 根据实验回答以下问题 现有四只供选用的电流表 a 电流表 0 3ma 内阻为2 0 b 电流表 0 3ma 内阻未知 c 电流表 0 0 3a 内阻为5 0 d 电流表 0 0 3a 内阻未知 a1应选用 a2应选用 测得一组r1和i2值后 调整电阻箱r1 使其阻值变小 要使a1示数i1 0 15a 应让滑动变阻器r接入电路的阻值 选填 不变 变大 或 变小 在坐标纸上画出r1与i2的关系图 根据以上实验得出rx 图19 答案 dc 变大 关系图线如图 31 变式训练 3 为了测量一微安表头a的内阻 某同学设计了如图20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单掷开关 e是电池 完成下列实验步骤中的填空 图20 1 当将s拨向接点1时