高三物理总复习 实验7 测定金属的电阻率课件 鲁科版.ppt

实验七测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 知识要点归纳 实验目的1 学会用伏安法测电阻 测定金属导线的电阻率 2 练习使用螺旋测微器 会使用常用的电学仪器 实验器材被测金属导线 毫米刻度尺 螺旋测微器 电压表 电流表 直流电源 电键 滑动变阻器 导线等 过程分析导引 一 实验步骤1 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 2 依照电路图 图7 3 1 用导线将器材连好 将滑动变阻器的阻值调至最大 图7 3 1 3 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度 即有效长度 反复测量3次 求出其平均值l 4 电路经检查确认无误后 闭合电键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 记入记录表格内 断开电键s 求出导线电阻r的平均值 三 螺旋测微器的构造 原理及读数1 螺旋测微器的构造如图7 3 2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 图7 3 2 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 读数时误差出现在毫米的千分位上 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 注意半毫米刻度线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 毫米 四 伏安法测电阻1 电流表的内接法和外接法的比较 若不知rx的大约阻值 可采用 试触法 将电路按如图7 3 3所示连接 空出电压表的一个接头s 然后将s分别与a b接触一下 观察两表示数变化情况 若电流表示数变化明显 说明电压表分流作用较强 即rx阻值较大 应采用 内接法 s应接b 若电压表示数变化明显 说明电流表分压作用较强 即rx阻值较小 应采用 外接法 s应接a 五 注意事项1 本实验中被测金属导线的电阻值较小 因此实验电路必须用电流表外接法 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部分待测导线长度 测量时应将导线拉直 4 测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量 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 实验典例精析 2009年高考广东卷 某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率 所用的器材包括 输出为3v的直流稳压电源 电流表 待测金属丝 螺旋测微器 千分尺 米尺 电阻箱 开关和导线等 1 他们截取了一段金属丝 拉直后固定在绝缘的米尺上 并在金属丝上夹上一个小金属夹 金属夹可在金属丝上移动 请根据现有器材 设计实验电路 并连接电路实物图7 3 4甲 图7 3 4 2 实验的主要步骤如下 正确连接电路 设定电阻箱的阻值 开启电源 合上开关 读出电流表的示数 记录金属夹的位置 断开开关 合上开关 重复 的操作 3 该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据 并据此绘出了图7 3 4乙的关系图线 其斜率为 a 1 m 1 保留三位有效数字 图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了 的电阻之和 图7 3 5 4 他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图7 3 5所示 金属丝的直径是 图乙中图线的斜率 电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是 其数值和单位为 保留三位有效数字 解析 1 实物图连接如图7 3 6所示 图7 3 6 答案 1 实物连接图见解析图 2 改变金属丝上金属夹的位置 3 10 5 10 6金属丝接入长度为零时全电路 或电阻箱和电流表 4 0 198mm 0 202mm金属丝的电阻率9 69 10 7 m 1 01 10 6 m 规律总结 解决此类问题要把握以下方法 1 理解实验原理及实验设计的目的 2 掌握数据处理的方法 灵活应用闭合电路欧姆定律进行变形 3 根据图象信息把握斜率 截距的物理意义 2011年宁德模拟 利用内阻为1 的电流表 内阻为5k 的电压表等如图7 3 7所示的器材 测量一根粗细均匀的阻值约为5 的合金丝的电阻率 1 已知电源的电动势为6v 滑动变阻器的阻值为0 20 用实线代替导线 将图中的器材连接成实物电路图 要求尽量避免交叉 电流表 电压表应该选择合适的量程 图7 3 7 2 实验时螺旋测微器测量该合金丝的直径 米尺测量合金丝的长度 电流表 电压表的读数如图7 3 9所示 由图7 3 8可以读出合金丝的直径d mm 合金丝的长度l cm 流过合金丝的电流强度i a 合金丝两端的电压u v 3 合金丝的电阻率 图7 3 8 图7 3 9 答案 1 如图7 3 10所示图7 3 10 2 0 20035 000 442 15 3 4 4 10 7 m 规律总结 选择仪表 滑动变阻器要根据安全 有效的原则 电路的选取要结合实验提供的条件和一些明确的要求 以减小实验误差为目的设计电路 2010年高考课标全国卷 用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻rt 在给定温度范围内 其阻值随温度的变化是非线性的 某同学将rt和两个适当的固定电阻r1 r2连成图7 3 11虚线框内所示的电路 以使该电路的等效电阻rl的阻值随rt所处环境温度的变化近似为线性的 且具有合适的阻值范围 为了验证这个设计 他采用伏安法测量在不同温度下rl的阻值 测量电路如图7 3 9所示 图中的电压表内阻很大 rl的测量结果如下表所示 图7 3 11 回答下列问题 1 根据图7 3 11所示的电路 在图7 3 12所示的实物图上连线 图7 3 12 2 为了检验rl与t之间近似为线性关系 在坐标纸上作rl t关系图线 图7 3 13 3 在某一温度下 电路中的电流表 电压表的示数如图7