高中物理 7.4测定金属的电阻率教案 新人教版.doc

7.4 实验一：测定金属的电阻率（复习学案） 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. 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050 )、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 mm15.00.01 mm2.150 mm.五、游标卡尺(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 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4.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(xK精确度)mm.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UxUA电压表分流I测IxIV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RARxRVRx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Rx时，用电流表内接法(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1在求Rx的平均值时可用两种方法(2)第二种是用UI图线的斜率求出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.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00.6 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，若电流表中的电流示数相同，就表明