高考物理复习 高效学习方略 实验7 测定金属的电阻率课件.ppt

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 掌握螺旋测微器及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 三 实验器材毫米刻度尺 螺旋测微器 直流电流表和直流电压表 滑动变阻器 阻值范围0 50 电池组 开关 被测金属丝 导线若干 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上的刻度分为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 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 常见游标卡尺的游标上小等分刻度有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 实验试探法 按如图所示接好电路 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 3 按照原理图 如图所示 连好用伏安法测电阻的实验电路 4 把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置 检查无误后 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值和电压值记录在表格中 断开s 求出导线电阻rx的平均值 六 注意事项1 螺旋测微器的使用 1 测量前须校对零点 先使测砧a与测微螺杆p并拢 观察可动刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合 不重合时 用存放在螺旋测微器盒中的工具调节 直到完全重合为止 2 测量时 当测微螺旋杆p将要接触被测物体时 要停止使用旋钮k 改用微调旋钮k 以避免p和被测物体间产生过大的压力 这样 既可以保护仪器 又能保证测量结果的准确 当听到 咔 咔 声后 停止转动 即可读数 3 螺旋测微器应估读一位 即以mm作为单位 应读到小数点后面的第三位 4 为防止读出的数据出现差错 可在读数前估计大概读数值 若发现最后读数与开始估计数值相差较大 立即检查出错原因 如半毫米刻线是否露出 2 测定金属的电阻率 1 为了方便 测量直径应在金属丝连入电路前进行 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 测量待测导线接入电路两个端点之间的长度 2 本实验中被测金属丝的电阻值较小 故须采用电流表外接法 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 滑动变阻器连成主干路 然后再把电压表并联在待测金属丝的两端 八 实验创新在本实验中 由于电表内电阻的影响 从而使金属导线电阻测量值偏小 可以改进实验电路 消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差 1 等效替换法连接电路如图所示 r为电阻箱 rx为待测电阻 通过调节电阻箱r 使单刀双掷开关s分别接1和2时 电流表中的电流示数相同 就表明rx r 即可测出rx 要点一对实验的理解与应用 例1 在 测定金属丝的电阻率 的实验中 待测金属丝的电阻rx约为5 实验室备有下列实验器材 a 电压表v1 量程3v 内阻约为15k b 电压表v2 量程15v 内阻约为75k c 电流表a1 量程3a 内阻约为0 2 d 电流表a2 量程600ma 内阻约为1 e 滑动变阻器r1 0 100 0 6a f 滑动变阻器r2 0 2000 0 1a g 电池e 电动势为3v 内阻约为0 3 h 开关s 导线若干 1 为提高实验精确度 减小实验误差 应选用的实验器材有 2 为减小实验误差 应选用图甲中 填 a 或 b 为该实验的电路图 并按所选择的电路图把实物图 如图乙 用导线连接起来 3 若用刻度尺测得金属丝长度为60 00cm 用螺旋测微器测得金属丝的直径为0 635mm 两电表的示数分别如图丙所示 则电阻值为 电阻率为 答案 1 a d e g h 2 b 实物连接图如图所示 3 2 401 27 10 6 m 要点二伏安法测电阻 例2 2010 福建理综 如图所示是一些准备用来测量待测电阻rx阻值的实验器材 器材及其规格列表如下 为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差 实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半 而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化 请用实线代表导线 在所给的实验器材图中选择若干合适的器材 连成满足要求的测量rx阻值的电路 解析由于待测电阻约为1000 滑动变阻器阻值为100 且要使电表读数有较明显的变化 因此滑动变阻器应采用分压接法 由于加在待测电阻的最大电流约为10ma 显然3a的电流表不能用 因此将v1当作电流表使用 由于v1表的电压能够测量 故采用v1表内接法 答案 测量rx阻值的电路如图 1 在 探究决定导线电阻的因素 的实验中 以下操作中错误的是 a 用米尺测量金属丝的全长 且测量三次 算出其平均值 然后再将金属丝接入电路中 b 用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径 算出其平均值c 用伏安法测电阻时采用电流表内接法 多次测量后算出平均值d 实验中应保持金属丝的温度不变 解析ac实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度 而不是全长 金属丝的电阻很小 与电压表内阻相差很大 使金属丝与电压表并联 电压表对它分流作用很小 应采用电流表外接法 故a c操作错误 2 某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值 他先将电压表接在a点 读得两表示数分别为u1 3 0v i1 3 0ma 然后将电压表改接在b点 读得两表示数分别为u2 2 9v i2 4 0ma 如图所示 由此可知电压表应接到 点误差较小 测得r值应为 3 2011 天津理综 某同学测量阻值约为25k 的电阻rx 现备有下列器材 a 电流表 量程100 a 内阻约2k b 电流表 量程500 a 内阻约300 c 电压表 量程15v 内阻约100k d 电压表 量程50v 内阻约500k e 直流电源 20v 允许最大电流1a f 滑动变阻器 最大值1k 额定功率1w g 电键和导线若干 电流表应选 电压表应选 填字母代号 该同学正确选择仪器后连接了以下电路 为保证实验顺利进行 并使测量误差尽量减小 实验前请你检查该电路 指出电路在接线上存在的问题 4 2011 浙江理综 在 探究导体电阻与其影响因素的定量关系 实验中 为了探究3根材料未知 横截面积均为s 0 20mm2的金属丝a b c的电阻率 采用如图所示的实验电路 m为金属丝c的左端点 o为金属丝a的右端点 p是金属丝上可移动的接触点 在实验过程中 电流表读数始终为i 1 25a 电压表读数u随op间距离x的变化如下表 答案 1 如图所示 2 见解析 5 检测一个标值为5 的滑动变阻器 可供使用的器材如下 a 待测滑动变阻器rx 全电阻约5 电阻丝绕制紧密 匝数清晰可数 b 电流表a1 量程0 6a 内阻约为0 6 c 电流表a2 量程3a 内阻约为0 12 d 电压表v1 量程15v 内阻约为15k e 电压表v2 量程3v 内阻约为3k f 滑动变阻器r 全电阻约20 g 直流电源e 电动势3v 内阻不计h 游标卡尺i 毫米刻度尺j 开关s 导线若干 1 用伏安法测定rx的全电阻值