高中物理 7.4测定金属的电阻率教案 新人教版

用心 爱心 专心1 7 4 7 4 实验一 测定金属的电阻率 复习学案 实验一 测定金属的电阻率 复习学案 一 实验目的一 实验目的 1 掌握电流表 电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法 2 掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 3 会用伏安法测电阻 进一步测定金属的电阻率 二 实验原理二 实验原理 1 把金属丝接入电路中 用 伏安法测导线的电阻 R 电路原理如右图所示 R U I 2 用米尺量得金属丝的长度l 用螺旋测微器量得金属丝的直径 算出横截面积S 3 利用电阻定律R 得出金属丝电阻率的公式 l S RS l 三 实验器材三 实验器材 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 电键 被测金属丝 导线若干 四 螺旋测微器的构造原理及读数四 螺旋测微器的构造原理及读数 1 螺旋测微器的构造 如上面右图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 5 mm 即旋钮K每旋转一周 P前进 或后退 0 5 mm 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 01 mm 即 螺旋测微器的精确度为 0 01 mm 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 如右图所示 固定刻度示数为 2 0 mm 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 0 mm 15 0 0 01 mm 2 150 mm 用心 爱心 专心2 五 游标卡尺五 游标卡尺 如下图如下图 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 2 用途 测量厚度 长度 深度 内径 外径 3 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 1 mm 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 见下表 刻度格 数 分度 刻度总长度 每小格与 的差 值 精确度 可准确到 109 mm0 1 mm0 1 mm 2019 mm0 05 mm0 05 mm 5049 mm0 02 mm0 02 mm 4 读数 若用x表示由主尺上读出的整毫米数 K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 则记录结果表达为 x K 精确度 mm 六 伏安法测电阻六 伏安法测电阻 1 电流表的内接法和外接法的比较 内接法外接法 电路图 误差 原因 电流表分压 U测 Ux UA 电压表分流 I测 Ix IV 用心 爱心 专心3 电阻测 量值 测量值大于真实值测量值小于真实值 适用条件 RA RxRV Rx 适用于 测量大电阻小电阻 2 两种电路的选择 1 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 临界值计算法 Rx 时 用电流表外接法 RVRA Rx 时 用电流表内接法 RVRA 3 实验试探法 按右图接好电路 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 七 实验步骤七 实验步骤 1 求导线横截面积S 在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径 求出其平均值d 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 如右图所示 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 八 数据处理八 数据处理 1 在求Rx的平均值时可用两种方法 2 第二种是用U I 图线的斜率求出 用心 爱心 专心4 2 计算电阻率 将记录的数据Rx l d的值 代入电阻率计算公式 Rx S l d2U 4lI 九 误差分析九 误差分析 1 金属丝直径 长度的测量带来误差 2 测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响 因为电流表外接 3 通电电流过大 时间过长 致使电阻丝发热 电阻率随之变化带来误差 十 注意事项十 注意事项 1 螺旋测微器的使用 1 测量前须校对零点 先使小砧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 止动 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 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 6 A 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 十一 实验改进十一 实验改进 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 连接电路如右图所示 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