高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 实验7 测定金属丝的电阻率课件 新人教版选修31.ppt

第七章恒定电流 选修3 1 实验七测定金属丝的电阻率 知识梳理自测 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及电流表和电压表的读数方法 2 掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法 3 会用伏安法测电阻 进一步测定金属的电阻率 二 实验原理1 游标卡尺的构造 原理及读数 1 构造 如图 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 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份刻度 它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1mm 常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的 20个的 50个的 见下表 3 读数若用l0表示由主尺上读出的整毫米数 x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 则其读数为l l0 kx 其中k为精确度 2 螺旋测微器的构造 原理及读数 1 螺旋测微器的构造如下图所示是常用的螺旋测微器 它的测砧a和固定刻度s固定在尺架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s上 2 螺旋测微器的原理测微螺杆p与固定刻度s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 而可动刻度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 读数时估读到毫米的千分位上 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 3 伏安法测电阻 1 电流表的内接法和外接法的比较 实验试探法 按如图所示接好电路 让电压表一根接线柱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 3 滑动变阻器的限流式接法和分压式接法 1 实验步骤 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径 求出其平均值d 接好用伏安法测电阻的实验电路 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 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 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 u的值 记录在表格内 拆除实验线路 整理好实验器材 3 注意事项 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 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 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 4 误差分析 核心考点突破 测量仪器 仪表的读数 接0 3v量程时读数为 v 接0 15v量程时读数为 v 接0 3a量程时读数为 a 接0 0 6a量程时读数为 a 1 88 9 4 0 82 0 16 2 a mmb mmc mmd mme mm 0 483 0 532 4 070 5 160 11 14 解题探究 1 接0 3v量程时 对应刻度盘上每一小格代表 v 接0 15v量程时 对应刻度盘上每一小格代表 v 2 接0 0 6a量程时 对应刻度盘上每一小格代表 a 接0 3a量程时 对应刻度盘上每一小格代表 a 0 1 0 5 0 02 0 1 解析 1 刻度盘上每一小格为0 1v 读数为1 88v 刻度盘上每一小格为0 5v 读数为9 4v 刻度盘上每一小格为0 1a 读数为0 82a 刻度盘上每一小格为0 02a 读数为0 16a 2 a 0 01 48 3 0 483mmb 0 5 0 01 3 2 0 532mmc 4 0 01 7 0 4 070mmd 5 0 01 16 0 5 160mme 11 0 02 7 11 14mm 类题演练1 60 10 4 20 解析 刻度尺要在最小刻度的末一位再加估读 游标卡尺不估读 杆长即刻度尺读数值为60 10cm 直径即游标卡尺读数4 20mm 实验原理与数据处理 1 用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示 示数为l mm 用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示 示数为d mm 30 35 3 205 2 为了在测量中尽量减小误差 并测多组数据 现给出测量电阻rx的实验电路 请据此电路图将实验器材连接起来 解题探究 1 闭合开关前应将滑片移至最 端 左或右 2 由题中数据如何计算测量电阻的阻值 答案 2 如图所示 类题演练2 1 图乙之一是教师实验所用电路图 请根据u i图线及所用实验器材判断出教师测量rx采用的电路图是 c 2 如图丙是教师测量rx的实验器材实物图 图中已连接了部分导线 滑动变阻器的滑片p置于变阻器的一端 请根据第 1 问所选的正确电路图 补充完成实物间的连线 3 已知待测金属丝接入电路部分的长度约为1m 用螺旋测微器测量金属丝的直径 其中某一次测量结果如图丁所示 其读数应为 mm 该值接近多次测量的平均值 4 根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 填选项前字母 a 1 10 2 mb 1 10 3 mc 1 10 6 md 1 10 8 m 答案 2 如解析图所示 0 627 0 626 0 629均可 c 解析 1 因为是采用图象描点法处理数据 所以电表示数要从零开始 所以选择滑动变阻器分压接法 由u i图象知待测电阻rx 4 4 可知rx 所以电流表采用外接法 故选择电路图c 2 补充完成实物间的连线如图 实验拓展与创新 1 用螺旋测微器测量金属管线的外径 示数如图乙所示 金属管线的外径为 mm 2 现有如下器材 a 电流表 量程0 6a 内阻约0 1 b 电流表 量程3a 内阻约0 03 c 电压表 量程3v 内阻约3k d 滑动变阻器 1750 0 3a e 滑动变阻器 15 3a f 蓄电池 6v 内阻很小 g 开关一个 带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值 电流表应选 滑动变阻器应选 只填代号字母 1 125 0 001 a e 3 请将如图所示的实际测量电路补充完整 管线的长度l 解题探究 1 设计电路图时 如何确定电流表是外接还是内接 2 求金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积的分析思路是什么 3 注意量程 接线到柱 连接多量程电流表 电压表时 应注意选择适当的接线柱 即选取合适的量程 所有导线的连接点都应画在用电器的接线柱上或电源的正 负极上 不应在无接线柱的地方把几条导线相接 4 避免交叉 检查无误 所画导线不应交叉 以使连接情况清晰易辨 画好电路实物图后 应对照电路图再检查一遍 以便减小错误 类题演练3 c 用螺旋测微器测量样品的厚度l 选用多用电表的电阻 1k 挡 按正确的操作步骤测此塑料圆柱形容器的电阻 表盘的示数如图乙所示 则该电阻的阻值约为 k 22 为更精确地测量其电阻 可供选择的器材如下 电流表a1 量程1ma 内阻约为2 电流表a2 量程100 a 内阻约为10 电压表v1 量程