重庆市万州分水中学高考物理一轮复习指导课件：第7章 第3讲 实验：测定金属的电阻率.ppt

第七章恒定电流 第三讲实验 测定金属的电阻率 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 2 会用伏安法测电阻 并进一步测定金属的电阻率 Zxxk3 练习使用螺旋测微器 二 实验原理1 游标卡尺的构造 原理及读数 1 构造 如图 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 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份刻度 它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1mm 常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的 20个的 50个的 见下表 3 读数 若用L0表示由主尺上读出的整毫米数 x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 则其读数为L L0 kx 其中k为精确度 2 螺旋测微器的构造 原理及读数 1 螺旋测微器的构造Zxxk如图 甲 所示是常用的螺旋测微器 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 甲 2 螺旋测微器的原理Zxxk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 mm 固定刻度数 mm 注意半毫米刻度线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 mm 3 电阻率的测定原理 三 实验器材毫米刻度尺 螺旋测微器 直流电流表和真流电压表 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 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 即有效长度 反复测量三次 求出平均值l 3 按照原理图 如图 乙 所示 连好 用伏安法测电阻的实验电路 乙 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 5 整理仪器 七 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 观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合 以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合 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作单位 应读到小数点后面第三位 Zxxk 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 如半毫米刻度线是否露出 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 测量待测导线接入电路的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 滑动变阻器连成干路 然后再把电压表并联在待测金属丝的两端 1 如图1所示的三把游标卡尺 它们的游标尺自左至右分别为9mm长10等分 19mm长20等分 49mm长50等分 它们的读数依次为 mm mm mm 2 使用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图2所示 则金属丝的直径是 mm 3 图3甲用0 6A量程时 对应刻度盘上每一小格代表 A 表针的示数是 A 当使用3A量程时 对应刻度盘上每一小格代表 A 图中表针示数为 A 图3乙使用较小量程时 每小格表示 V 图中指针的示数为 V 若使用的是较大量程 则这时表盘刻度每小格表示 V 图中表针指示的是 V 4 旋钮式电阻箱如图4所示 电流从接线柱A流入 从B流出 则接入电路的电阻为 今欲将接入电路的电阻改为2087 最简单的操作方法是 若用两个这样的电阻箱 则可得到的电阻值范围为 图4 解析 1 最上面图读数 整毫米是17 不足1毫米数是7 0 1mm 0 7mm 最后结果是17mm 0 7mm 17 7mm 中间图读数 整毫米是23 不足1毫米数是17 0 05mm 0 85mm 最后结果是23mm 0 85mm 23 85mm Zxxk最下面图读数 整毫米是3 不足1毫米数是5 0 02mm 0 10mm 最后结果是3mm 0 10mm 3 10mm 2 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 3 使用0 6A量程时 刻度盘上的每一小格为0 02A 指针的示数为0 44A 当换用3A量程时 每一小格为0 1A 指针示数为2 20A 电压表使用3V量程时 每小格表示0 1V 指针示数为1 70V 使用15V量程时 每小格为0 5V 指针示数为8 5V 4 电阻为1987 最简单的操作方法是将 1k 旋钮调到2 再将 100 旋钮调到0 每个电阻箱的最大阻值是9999 用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2 9999 19998 故两个这样的电阻箱 则可得到的电阻值范围为0 19998 答案 1 17 723 853 10 2 2150 3 0 020 440 12 20 0 11 700 58 5 4 1987将 1k 旋钮调到2 再将 100 旋钮调到00 19998 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1中 选填 甲 或 乙 为该实验的电路图 并按所选择的电路图把实物图 如图丙 用导线连接起来 Zxxk 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2所示 则电阻值为 电阻率为 答案 1 A D E G H 2 乙实物连接图如图所示 2 2 401 27 10 6 m 碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜 已知某碳膜电阻阻值约为10 其结构如图所示 现通过实验测定碳膜厚度 备用器材如下 A 电流表 量程0 0 6A 内阻约0 2 B 电流表 量程0 3A 内阻约0 03 C 电压表 量程0 3V 内阻约30k D 电压表 量程0 15V 内阻约150k E 滑动变阻器 最大值为2