高考物理一轮复习 实验八 测定金属的电阻率课件.ppt

实验八测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 实验八测定金属的电阻率 本讲栏目开关 基础再现 深度思考 实验八测定金属的电阻率 本讲栏目开关 1 螺旋测微器的构造 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 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 2 螺旋测微器的原理 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 读数时估读到毫米的千分位上 因此 螺旋测微器又叫千分尺 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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 注意半毫米刻度线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 毫米 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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 如图2所示 图2 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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 3 用途 测量厚度 长度 深度 内径 外径 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 4 读数 先从主尺上读出整毫米数 再看游标尺上哪条刻线与主尺上的某条刻线对齐再乘上精确度 二者相加即为游标卡尺的读数 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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 实验目的 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 实验原理 图4 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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 实验器材 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 实验步骤 1 直径测定 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 计算出导线的横截面积s 2 电路连接 连接好用伏安法测电阻的实验电路 3 长度测量 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 求其平均值l 4 u i测量 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 电路经检查确认无误后 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表 电压表的示数i和u的值 填入记录表格内 断开开关s 求出金属导线电阻r的平均值 5 拆除电路 整理好实验器材 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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也会带来偶然误差 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 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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 注意事项 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 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 实验八测定金属的电阻率 基础再现 深度思考 本讲栏目开关 考点一游标卡尺 螺旋测微器的读数 例1 1 如图11所示为一种游标卡尺 它的游标尺上有20个小的等分刻度 总长度为19mm 用它测量某物体长度时 游标卡尺示数如图所示 则该物体的长度是 cm 2 如图12所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图 则该金属丝的直径为 mm 图11 图12 1 050 0 260 实验八测定金属的电阻率 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 考点二对实验的理解与应用 例2 在 测定金属的电阻率 的实验中 用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图13所示 用米尺测出金属丝的长度l 金属丝的电阻大约为5 先用伏安法测出金属丝的电阻r 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 1 从图中读出金属丝的直径为 mm 2 为此取来两节新的干电池 开关和若干导线及下列器材 a 电压表0 3v 内阻10k b 电压表0 15v 内阻50k c 电流表0 0 6a 内阻0 05 d 电流表0 3a 内阻0 01 e 滑动变阻器0 10 f 滑动变阻器0 100 图13 0 680 实验八测定金属的电阻率 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 要求较准确地测出其阻值 电压表应选 电流表应选 滑动变阻器应选 填序号 实验中某同学的实物接线如图14所示 请指出该同学实物接线中的两处明显错误 错误1 错误2 图14 a c e 导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 实验八测定金属的电阻率 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 考点三伏安法测电阻率 仪器选取及电路设计 例3 某兴趣小组在做 测定金属丝的电阻率 的实验中 通过粗测电阻丝的电阻约为5 为了使测量结果尽量准确 从实验室找出以下供选择的器材 a 电池组 3v 内阻约1 b 电流表a1 0 3a 内阻0 0125 c 电流表a2 0 0 6a 内阻约0 125 d 电压表v1 0 3v 内阻4k e 电压表v2 0 15v 内阻15k f 滑动变阻器r1 0 20 允许最大电流1a g 滑动变阻器r2 0 2000 允许最大电流0 3a h 开关 导线若干 实验八测定金属的电阻率 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 1 实验时应从上述器材中选用 填写仪器前字母代号 2 测电阻时 电流表 电压表 待测电阻rx在组成测量电路时 应采用安培表 接法 将设计的电路图画在下面虚线框内 3 若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图15 则读为 mm 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 图15 acdfh 外 0 900 实验八测定金属的电阻率 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 1 2010 安徽理综 21 1 在测定金属的电阻率实验中 用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图18 a 所示 读数为mm 2 在用单摆测定重力加速度实验中 用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径 示数如图 b 所示 读数为 cm 0 617 0 616 0 619 0 675 实验八测定金属的电阻率 随堂训练 能力达标 本讲栏目开关 4 2010年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家 以表彰他们在石墨烯材料开发领域的 突破性研究 石墨烯可来源于铅笔芯 某校a b两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率 他们在老师的指导下各自选取一段长为l 横截面积为s的粗细均匀的铅笔芯 根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验 1 a组方案 实验电路如图25所示 整根铅笔芯连在电路中 主要步骤如下 请完成相关问题 图25 实验八测定金属的电阻率 随堂训练 能力达标 本讲栏目开关 a 图26是该方案所用器材的实物图 图中已连好部分导线 请用笔画线代替导线将电路图补充完整 图26 实验八测定金属的电阻率 随堂训练 能力达标 本讲栏目开关 b 实验中测出多组u i数据 c 将测量数据描在图27所示的坐标纸上 请在图中完成该铅笔芯的u i图线 并根据图线求出其电阻值r d 由 求得铅笔芯的电阻率 图27 5 0 实验八测定金属的电阻率 随堂训练 能力达标 本讲栏目开关 2 b组方案 实验电路如图28所示 主要步骤如下 请完成相关问题 a 闭合开关s1 单刀双掷开关s2扳到 1 位置 调节变阻器r 使电压表为某一适当的读数 测量并记下金属滑环到铅笔芯左端o点的距离l1 b 保持r 不变 开关s2扳到 2 位置 调节电阻箱r 使电压表的读数