高考物理一轮复习课件：实验七 测定金属的电阻率课件.ppt

实验七测定金属的电阻率 要点解读回放 1 掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 2 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 3 会用伏安法测电阻 并能测定金属的电阻率 1 螺旋测微器的构造原理及读数 1 螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器 它的小砧a和固定刻度s固定在框架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 毫米 固定刻度数 毫米 注意半毫米刻线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 毫米 如图所示 固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米而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 如图所示 1 构造 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 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 按图示接好电路 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 被测金属丝 米尺 螺旋测微器 电压表 电流表 直流电源 开关 滑动变阻器和导线若干 过程分析导引 实验步骤 1 用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次 取直径d的平均值 2 将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直 用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l 即有效长度 反复测量三次 求出平均值l 3 依照下图中所示的电路图用导线把器材连好 并把滑动变阻器的阻值调至最大 注意事项 1 本实验中被测金属导线的电阻值较小 因此实验电路一般采用电流表外接法 2 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 待测金属导线 滑动变阻器连成主干线路 闭合电路 然后再把电压表并联在待测金属导线的两端 3 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 反复测量三次 求其平均值 4 测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量 求其平均值 5 闭合开关s之前 一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置 6 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 7 求r的平均值时可用两种方法 第一种是用r u i算出各次的测量值 再取平均值 第二种是用图象 u i图线 来求出 若采用图象法 在描点时 要尽量使各点间的距离拉大一些 连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧 个别明显偏离较远的点可以不予考虑 误差分析 1 金属丝的横截面积是利用直径计算而得 直径的测量是产生误差的主要来源之一 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偶然误差 4 由于金属丝通电后发热升温 会使金属丝的电阻率变大 造成测量误差 替代法测电阻原理 用电阻箱替代待测电阻 按如图连接好电路 调节电阻箱 使两次电流相等 则电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值 这样测出的阻值与表的阻值无关 而取决于两次电流表的读数的准确性 避免了因表的内阻产生的系统误差 操作步骤也很简捷 实验典例突破 2012年广东a卷 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 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 a 和图 b 所示 长度为 cm 直径为 mm 按图 c 连接电路后 实验操作如下 a 将滑动变阻器r1的阻值置于最 处 填 大 或 小 将s2拨向接点1 闭合s1 调节r1 使电流表示数为i0 b 将电阻箱r2的阻值调到最 填 大 或 小 s2拨向接点2 保持r1不变 调节r2 使电流表示数仍为i0 此时r2阻值为1280 由此可知 圆柱体的电阻为 解析 l 50mm 1 0 1mm 50 1mm 5 01cmd 5mm 31 5 0 01mm 5 315mm 为确保电路安全 故两次都应调置最大处 由于两次电流均为i 故r r2 1280 答案 5 01mm5 315mm 大大 1280 2012年高考北京卷 在 测定金属的电阻率 实验中 所用测量仪器均已校准 待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm 1 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所示 其读数应为 mm 该值接近多次测量的平均值 图1 2 用伏安法测金属丝的电阻rx 实验所用器材为 电池组 电动势3v 内阻约1 电流表 内阻约0 1 电压表 内阻约3k 滑动变阻器r 0 20 额定电流2a 开关 导线若干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路 进行实验测量 记录数据如下 由以上实验数据可知 他们测量rx是采用下图中的 图 选填 甲 或 乙 图2 3 下图是测量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 2 所选的电路图 补充完成下图中实物间的连线 并使闭合开关的瞬间 电压表或电流表不至于被烧坏 4 这个小组的同学在坐标纸上建立u i坐标系 如图4所示 图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点 请在图4中标出第2 4 6次测量数据的坐标点 并描绘出u i图线 由图线得到金属丝的阻值rx 保留两位有效数字 5 根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 填选项前的符号 a 1 10 2 mb 1 10 3 mc 1 10 6 md 1 10 8 m 6 任何实验测量都存在误差 本实验所用测量仪器均已校准 下列关于误差的说法中正确的选项是 有多个正确选项 a 用螺旋测微器测量金属丝直径时 由于读数引起的误差属于系统误差b 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差c 若将电流表和电压表的内阻计算在内 可以消除由测量仪表引起的系统误差d 用u i