优化方案高考物理大一轮复习 实验七 测定金属的电阻率课件.pptVIP

第七章恒定电流 实验七测定金属的电阻率 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 5mm 则螺旋测微器的精确度为0 01mm 甲 乙 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 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 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 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 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 0 3v的电压表和0 3a的电流表读数方法相同 此量程下的精确度分别是0 1v或0 1a 看清楚指针的实际位置 读到小数点后面两位 2 对于0 15v量程的电压表 精确度是0 5v 在读数时只要求读到小数点后面一位 即读到0 1v 3 对于0 0 6a量程的电流表 精确度是0 02a 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 01a 4 电流表 电压表测电阻两种方法的比较 电流表分压u测 ux ua 电压表分流i测 ix iv ra rx rv rx 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 2 掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法 3 会用伏安法测电阻 进一步测定金属的电阻率 三 实验器材被测金属丝 直流电源 4v 电流表 0 0 6a 电压表 0 3v 滑动变阻器 50 开关 导线若干 螺旋测微器 毫米刻度尺 四 实验步骤1 用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径 求出其平均值d 2 按实验原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路 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3次 求出其平均值l 4 把滑动变阻器的滑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 闭合电键s 改变滑动变阻器滑片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u的值 填入记录表格内 断开电键s 求出导线电阻rx的平均值 5 整理仪器 一 伏安法测电阻的电路选择方法1 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 3 实验试探法 按如图所示电路图接好电路 让电压表的一根接线柱p先后与a b处接触一下 如果电压表的示数有较大的变化 而电流表的示数变化不大 则可采用电流表外接法 如果电流表的示数有较大的变化 而电压表的示数变化不大 则可采用电流表内接法 三 误差分析1 金属丝直径 长度的测量带来误差 2 若为内接法 电流表分压 若为外接法 电压表分流 四 注意事项1 测量直径应在导线连入电路前进行 测量金属丝的长度 应在连入电路后拉直的情况下进行 2 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 考点一测量仪器 仪表的读数 考点二仪器的选择和数据处理 考点三对误差分析和实验原理的考查 考点一测量仪器 仪表的读数 17 7 23 85 3 18 2 150 0 02 0 44 0 1 2 20 0 1 1 70 0 5 8 5 2014 高考山东卷 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 考点二仪器的选择和数据处理 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 在图乙所示的实物图中 已正确连接了部分导线 请根据图甲电路完成剩余部分的连接 3 调节滑动变阻器 当电流表的读数为0 50a时 电压表示数如图丙所示 读数为 v 4 导线实际长度为 m 保留2位有效数字 r2 a 见解析图 2 30 2 29 2 31均正确 94 93 95均正确 在 测定金属的电阻率 的实验中 若待测金属丝的电阻约为5 要求测量结果尽量准确 提供以下器材供选择 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 导线若干 考点三对误差分析和实验原理的考查 1 实验时应从上述器材中选用 填写仪器前的字母代号 2 测电阻时 电流表 电压表 待测金属丝电阻rx在组成测量电路时 应采用电流表 选填 外 或 内 接法 待测金属丝电阻的测量值比真实值偏 选填 大 或 小 3 若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示 则读数为 mm acdfh 外 小 0 900 4 若用l表示金属丝的长度 d表示直径 测得电阻为r 请写出计算金属丝电阻率的表达式 测定金属的电阻率 实验的核心是导线电阻的测量 除伏安法外 还有几种常用的方法 这也是本实验的主要创新点 1 2015 陕西西工大附中适应性训练 用以下器材可测量电阻rx的阻值 a 待测电阻rx 阻值约为600 b 电源e 电动势约为6 0v 内阻可忽略不计c 毫伏表v1 量程为0 500mv 内阻r1 1000 d 电压表v2 量程为0 6v 内阻r2约为10k e 电流表a 量程为0 0 6a 内阻r3约为1 f 定值电阻r0 r0 60 g 滑动变阻器r 最大阻值为150 h 单刀单掷开关s一个 导线若干 方法一 伏伏法 1 测量中要求两块电表的读数都不小于其量程的1 3 并能测量多组数据 请在虚线框中画出测量电阻rx的实验电路图 答案 测量电路如图所示 2 若选测量数据中的一组来计算rx 则由已知量和测量量计算rx的表达式为rx 式中各符号的意义是 所有物理量用题中代数符号表示 u1为毫伏表v1的读数 u2为电压表v2的读数 r1为毫伏表的内阻 r0为定值电阻 总结提升 已知内阻的电压表可当做电流表使用 若量程太小可以配合定值电阻增大其量程 这是设计电路中的高频考点 2 2015 福建南安模拟 为测定一个待测电阻rx的阻值 阻值约为200 实验室提供如下器材 电池组e 电动势3v 内阻不计电流表a1 量程0 15ma 内阻约为100 电流表a2 量程0 300 a 内阻1000 滑动变阻器r1 阻值范围0 20 额定电流2a电阻箱r2 阻值范围0 9999 额定电流1a开关s 导线若干 方法二 安安法 要求实验中尽可能准确地测量rx的阻值 请回答下面问题 1 为了测量待测电阻两端的电压 可以将电流表 填写器材代号 与电阻箱串联 并将电阻箱阻值调到 这样可以改装成一个量程为3 0v的电压表 2 在方框中画出完整测量rx阻值的电路图 并在图中标明器材代号 a2 9000 答案 3 调节滑动变阻器r1 两表的示数如图所示 可读出电流表a1的示数是 ma 电流表a2的示数是 a 测得待测电阻rx的阻值是 本次测量存在一定的系统误差 考虑这个原因测量值较真实值 填 偏大 或 偏小 8 0 150 187 5 偏小 总结提升 已知内阻的电流表可当做电压表使用 若量程太小 配合定值电阻可以增大其量程 这也是电学设计电路的高频考点 方法三 等效法如图所示 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 使电流表的示数仍为i 则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值 3 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