【优化方案】高考物理总复习 第10章 实验十二测定金属的电阻率课件 大纲版.ppt

实验十二测定金属的电阻率 实验十二测定金属的电阻率 知识要点归纳 过程分析导引 实验典例精析 知能优化演练 知识要点归纳 实验目的1 掌握电流表 电压表和滑动变阻器的使用方法 2 掌握螺旋测微器的使用和读数方法 3 会用伏安法测电阻 进一步测定金属的电阻率 实验原理1 螺旋测微器 1 构造 如图10 4 1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10 4 1 2 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10 4 2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 图10 4 2 名师点拨 使用螺旋测微器读数时 以毫米为单位 有三位小数 实验试探法 按图10 4 3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 图10 4 3 图10 4 4 实验器材被测金属丝 螺旋测微器 毫米刻度尺 电池组 电流表 电压表 滑动变阻器 开关 导线若干 过程分析导引 一 实验步骤1 用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径 求出其平均值 2 按图10 4 5所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路 3 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 求出其平均值l 4 把滑动变阻器的滑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 闭合电键s 改变滑动变阻器滑片的位置 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 断开电键s 求出导线电阻rx的平均值 5 整理仪器 图10 4 5 四 注意事项1 为了方便 测量直径应在导线连入电路前进行 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 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 电键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 五 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10 4 6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 若电流表中的电流示数相同 就表明rx r 即可测出rx 图10 4 6 图10 4 7 实验典例精析 2009年高考海南卷 某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度 读出图10 4 8中的示数 该金属圆片的直径的测量值为 cm 厚度的测量值为 mm 图10 4 8 解析 游标卡尺是20分度的 可精确到0 05mm 其主尺读数为1 2cm 游标尺读数为8 0 005cm 0 040cm 所以金属圆片直径为1 240cm 螺旋测微器固定刻度读数为1 5mm 可动刻度读数为0 183mm 厚度测量值为1 683mm 答案 1 2401 683 方法技巧 千分尺必须估读 在高中阶段不要求游标对卡尺估读 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10 4 9甲 图10 4 9 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 并据此绘出了图乙所示的关系图线 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 4 他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图10 4 10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 图10 4 10 答案 1 如图10 4 11所示 图10 4 11 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 0 198 0 202mm金属丝电阻率9 69 10 7 m 1 02 10 6 m 有一细而均匀的导电材料 截面为同心圆环 如图10 4 12甲所示 此材料长约3cm 电阻约100 已知该材料的电阻率为 欲测量该样品的内径 但内径太小无法直接测量 现提供以下实验器材 a 20等分刻度的游标卡尺b 螺旋测微器c 电流表a1 量程0 50ma 内阻r1为100 d 电流表a2 量程0 100ma 内阻r2约为40 e 滑动变阻器r1 0 10 额定电流2a f 直流电源e 12v 内阻很小 g 上述导电材料r2 长约为3cm 电阻约为100 h 开关一只 导线若干 请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案 回答下列问题 1 用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示 其示数l cm 用螺旋测微器测得该样品的外径如图丙所示 其示数d mm 图10 4 12 2 在所给的方框中画出设计的实验电路图 并标明所选择器材的字母代号 3 用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d 解析 1 由游标卡尺主尺上读得30mm 游标尺上第3条刻度线与主尺刻度线对齐 游标尺上读得3 0 05mm 0 15mm 该样品的长度l 30mm 0 15mm 30 15mm 3 015c