第八章 实验八 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器).ppt

实验八测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 实验理论指导 考情案例导析 知能演练提升 1 掌握螺旋测微器的原理及读数方法 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 并能测定金属丝的电阻率 1 螺旋测微器的构造原理及读数 1 螺旋测微器的构造 图实 8 1 如图实 8 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 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 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 2 伏安法测电阻 1 电流表的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 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 试触法 如图实 8 2所示 将电压表分别接在a c和b c两点间时 若电流表示数变化较大 说明电压表图实 8 2分流较大 应选用内接法 若电压表示数变化较大 则选用外接法 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 3 按照原理图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 5 整理仪器 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 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 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 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实 8 3所示 R为电阻箱 Rx为待测电阻 通过调节电阻箱R 使单刀双掷开关图实 8 3S分别接1和2时 电流表中的电流示数相同 则表明Rx R 即可测出Rx 例1 2011 天津高考 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 最大阻值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 图实 8 5 答案 BC 电流表应采用内接的方法 滑动变阻器应采用分压式的接法 例2 用伏安法测量电阻阻值R 并求出电阻率 某同学所用实验电路如图实 8 6所示 给定电压表 电流表 滑动变阻器 电源 电键 待测电阻及导线若干 1 待测电阻是一均匀材料制成的金属丝 横截面为圆形 用直尺测量其长度 用螺旋测微器测量其直径 结果分别如图实 8 7甲 乙所示 图实 8 6由图可知其长度为 cm 直径为 mm 甲乙图实 8 7 2 闭合电键后 发现电流表示数为零 电压表示数与电源电动势相同 则发生故障的是 填 待测金属丝 滑动变阻器 或 电键 3 对照电路的实物连接画出正确的电路图 4 图实 8 8中的6个点表示实验中测得的6组电流I 电压U的值 请在图中作出U I图线 图实 8 8 5 求出的电阻值R 保留3位有效数字 6 请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式 解析 1 直尺的读数为59 40cm 螺旋测微器的读数为 0 434mm 2 电流表示数为零 说明出现断路 电压表示数与电源电动势相同 说明待测金属丝发生断路 3 电路图如图所示 4 作U I直线 舍去左起第2点 其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧 例3 碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜 己知某碳膜电阻阻值约为10 其结构如图实 8 9所示 现通过图实 8 9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 F 滑动变阻器 最大值为20 G 滑动变阻器 最大值为200 H 学生电源 4V I 螺旋测微器J 游标卡尺 实验主要步骤 1 用伏安法较准确地测量电阻的阻值 电流表