【优化探究】高考物理一轮复习 第7章第3单元 实验（1）随堂课件.ppt

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 一 测定金属的电阻率 螺旋测微器和游标卡尺的使用 二 实验原理1 螺旋测微器的构造原理及读数 1 螺旋测微器的构造如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 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 如图所示 固定刻度示数为2mm 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 2mm 15 0 0 01mm 2 150mm 2 150 2 154mm都对 2 游标卡尺 如图所示 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1mm 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 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 3 伏安法测电阻 1 电流表的内接法和外接法的比较 实验试探法 按图所示接好电路 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 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 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 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 八 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图甲所示 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 仪器的选取和实物图的连接 2011年广州模拟 在 测定金属丝电阻率 实验中 若粗估金属丝的电阻rx约为3 为尽可能减小误差 要求金属丝发热功率p 0 75w 备有的部分仪器有 1 实验中用螺旋测微器测量导线直径时 可估读到 mm 用毫米刻度尺测量导线长度时 可估读到 mm 2 下述器材中应选用的是 用字母代替 a 6v电池组b 电流表 0 0 6a 内阻0 5 c 电流表 0 3a 内阻0 01 d 电压表 0 3v 内阻1k e 电压表 0 15v 内阻5k f 滑动变阻器 0 100 额定电流1a g 滑动变阻器 0 20 额定电流1a 3 在框内画出电路图 4 在下图中 将各器材连成实验电路 规范解答 本题考查实验仪器的选择 螺旋测微器的读数 实验原理和实物图的连接及作图能力 1 螺旋测微器可估读到0 001mm 毫米刻度尺估读到最小刻度的下一位 即0 1mm 4 答案 1 0 0010 1 2 a b d g 3 4 见规范解答图 实验数据的处理 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 所用器材包括 输出电压为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 如图甲 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 示数如图丙所示 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 规范解答 本题考查学生对测定电阻率实验的了解和基本仪器的使用 考查实验数据的处理 数字运算和实验误差的理解 考查分析能力 实验与探究能力 1 实物图连接如图 答案 1 实物连接见规范解答图 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 198mm 0 202mm金属丝的电阻率9 69 10 7 m 1 01 10 6 m 冬季和春季降水量小 广东沿海附近江河水位较低 涨潮时海水倒灌 出现所谓的 咸潮 现象 使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高 水质受到影响 为了研究 咸潮 出现的规律 某同学设计了一个监测河水电阻率的实验 他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极 如图甲所示 两电极相距l 0 314m 其间充满待测的河水 安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径 结果如图丙所示 他还选用了以下仪器 量程为15v 内阻约为300k 的电压表 量程为300 a 内阻约为50 的电流表 最大阻值为1k 的滑动变阻器 电动势e 12v 内阻r 6 的电池组 开关各一个以及导线若干 图丁所示坐标系中包括坐标为 0 0 的点在内的9个点表示他测得的9组电流i 电压u的值 根据以上材料完成下列问题 1 测量玻璃管的内径时 应用图乙所示的游标卡尺的a b c三部分中的 部分与玻璃管内壁接触 填代号 2 由图丙可知 玻璃管的内径d mm 3 待测河水的电阻率 为多大 写出推导和计算过程 结果保留两位有效数字 4 图戊所示的仪器部分已连线 请将其他部分连接成能测出图丁中数据的实