（广西专用）高考物理一轮复习 第十章 实验二测定金属的电阻率课件 新人教版.ppt

实验二测定金属的电阻率 1 学会用伏安法测电阻及测定金属的电阻率2 练习使用螺旋测微器 会使用常用的电学仪器 用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l 用螺旋测微器测导线的直径d 用伏安法测导线的电阻r 由r 金属丝的电阻率 r 附 1 伏安法测电阻内外接法比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电阻测量值 适用条件 适用于测量 大电阻 小电阻 电流表分压u测 ux ua 电压表分流i测 ix iv 测量值大于真实值 测量值小于真实值 2 确定电流表内外接的方法 若被测电阻与电流表电阻相比较小 采用外接法 若被测电阻与电流表内阻相比很大 则采用内接法 被测金属丝 毫米刻度尺 螺旋测微器 电压表 电流表 直流电源 电键 滑动变阻器 导线等 一 实验步骤1 使用螺旋测微器测金属丝直径 1 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b固定在尺架c上 旋钮d 微调旋钮d 和可动刻度e 测微螺杆f连在一起 通过精密螺纹套在b上 2 读数方法 先从固定刻度b上读出半毫米整数倍的部分 不足半毫米的部分由可动刻度读出 即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的轴向线重合 从而读出可动刻度示数 注意估读 即有 测量值 mm 固定刻度数 mm 注意半毫米刻线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01mm 2 测电阻率 1 直径测定 用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径 求出其平均值d 计算出金属丝的横截面积s 2 电路连接 按如图所示的原理电路图连接好实验电路 用伏安法测电阻 3 长度测量 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度 反复测量3次 求出其平均值l 4 u i测量 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置 电路经检查确认无误后 闭合电键s 改变滑动变阻器滑动片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u的值 填入记录表格内 断开电键s 求出导线电阻rx的平均值 5 拆除电路 整理好实验器材 锦囊妙诀 两个定律把 定 测u测i测直径 l测量莫松动 为减误差a外接 通过电流要适宜 变阻器使用记心中 二 数据处理1 记录数据并处理 2 据公式求解 注意单位 1 直径测量和长度测量造成的误差由公式 可以看出 直径的测量造成的误差更大 因此要用螺旋测微器测量 2 测量电路中电流表和电压表的内阻及其读数误差对电阻测量的影响引起的误差例如本实验采用电流表外接法 所以r测 r真 由 可知 由此引起的误差会使 测偏小 3 通电电流过大 导致电阻丝发热 电阻率发生变化 由此引起的误差 会使电阻率偏大 1 本实验中被测金属丝的电阻值较小 因此实验电路必须用电流表外接法2 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 滑动变阻器连成主干线路 闭合电路 然后再把电压表并联在待测金属丝的两端3 测量被测金属丝的有效长度 是指测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度 亦即电压表两端点间的部分待测金属丝长度 测量时应将金属丝拉直 4 测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量5 闭合开关s之前 一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置6 在用伏安法测电阻时 通过待测金属丝的电流i不宜过大 电流表用0 0 6a量程 通电时间不宜过长 以免金属丝的温度明显升高 造成其电阻率在实验过程中逐渐增大7 若采用图象法确定rx 在描点时 要尽量使各点间的距离拉大一些 连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧 个别明显偏离较远的点可以不予考虑 替代法测电阻用电阻箱替代待测电阻 按如图连接好电路 调节电阻箱 使两次电流相等 则电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值 游标卡尺 螺旋测微器的读数 例证1 某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度 读出图中的示数 该金属圆片的直径的测量值为 cm 厚度的测量值为 mm 规范解答 游标卡尺是20分度的 可精确到0 05mm 其主尺读数为1 2cm 游标尺读数为8 0 005cm 0 040cm 所以金属圆片的直径为1 240cm 螺旋测微器固定刻度读数为1 5mm 可动刻度读数为0 183mm 厚度测量值为1 683mm 答案 1 2401 683 用表格和图象分析实验数据 例证2 2011 浙江高考 在 探究导体电阻与其影响因素的定量关系 实验中 为了探究3根材料未知 横截面积均为s 0 20mm2的金属丝a b c的电阻率 采用如图所示的实验电路 m为金属丝c的左端点 o为金属丝a的右端点 p是金属丝上可移动的接触点 在实验过程中 电流表读数始终为i 1 25a 电压表读数u随op间距离x的变化如表 1 绘出电压表读数u随op间距离x的变化图线 2 求出金属丝的电阻率 并进行比较 规范解答 1 建立u x坐标系 进行描点 连线 得到图线如图所示 2 根据欧姆定律r 又根据电阻定律r 所以 由 1 中图线可知 从600mm到1000mm为金属丝a ua 6 5 3 9 v 2 6v a m 1 04 10 6 m从1000mm到2000mm为金属丝b ub 7 1 6 5 v 0 6v b m 9 6 10 8 m 从2000mm到2400mm为金属丝c uc 9 7 7 1 v 2 6v c m 1 04 10 6 m通过计算可知 金属丝a和c电阻率相同 远大于金属丝b的电阻率 答案 1 见规范解答 2 a 1 04 10 6 m 0 96 10 6 1 10 10 6 m b 9 6 10 8 m 8 5 10 8 1 10 10 7 m c 1 04 10 6 m 0 96 10 6 1 10 10 6 m 金属丝a与c电阻率相同 远大于金属丝b的电阻率 1 2012 梧州模拟 在 测定金属的电阻率 的实验中 以下操作中错误的是 a 用米尺测量金属丝的全长 且测量三次 算出其平均值 然后再将金属丝接入电路中b 用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径 算出其平均值c 用伏安法测电阻时采用电流表内接法 多次测量后算出平均值d 实验中应保持金属丝的温度不变 解析 选a c 实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度 而不是全长 金属丝的电阻很小 与电压表内阻相差很大 使金属丝与电压表并联 电压表对它分流作用很小 应采用电流表外接法 故a c操作错误 测金属丝直径时应在三个不同位置各测量一次取平均值 为保证金属丝的电阻不变 应保持温度不变 故b d正确 2 2012 济南模拟 在测定金属丝的电阻率实验中 用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图所示 读数为 mm 解析 固定刻度部分读数为0 5mm 可动刻度部分读数为11 7 0 01mm 0 117mm 则螺旋测微器的读数为0 5mm 0 117mm 0 617mm 0 616 0 619mm都对 答案 0 617 0 616 0 619 3 某小组的两位同学采用 伏安法 测金属丝的电阻实验中 根据同一组数据进行正确描点后 甲 乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线 如图甲 乙所示 根据你对实验的理解 你认为 同学的图线正确 根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为 保留两位有效数字 解析 当金属丝两端电压为零时 通过的电流也为零 因此图线必过原点 故甲同学的图线正确 在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一个点 其坐标值为 0 4a 1 52v 故金属丝电阻为 r 3 8 答案 甲3 8 4 2012 苏州模拟 某同学想要了解导线在质量相同时 电阻与截面积的关系 选取了材料相同 质量相等的5卷导线 进行了如下实验 1 用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示 读得直径d mm 2 该同学经实验测量及相关计算得到如下数据 请你根据以上数据判断 该种导线的电阻r与截面积s是否满足反比关系 若满足反比关系 请说明理由 若不满足 请写出r与s应满足的关系 3 若导线的电阻率 5 1 10 7 m 则表中阻值为3 1 的导线长度l m 结果保留两位有效数字 解析 1 螺旋测微器读数要严格按步骤读取 读数为 1 20 0 0 01 mm 1 200mm 2 由数据可得 r与s不成反比 r与s2成反比 或rs2 恒量 3 根据电阻定律公式r 得l 19m 答案 1 1 200 2 不满足 r与s2成反比 或rs2 恒量 3 19 5 2012 烟台模拟 某电流表的内阻在0 1 0 2 之间 现要测量其内阻 可选用的器材如下 a 待测电流表a1 量程0 6a b 电压表v1 量程3v 内阻约2k c 电压表v2 量程15v 内阻约10k d 滑动变阻器r1 最大电阻10 e 定值电阻r2 阻值5 f 电源e 电动势4v g 电键s及导线若干 1 电压表应选用 2 画出实验电路图 3 如测得电压表的读数为u 电流表的读数为i 则电流表a1内阻的表达式为 ra 解析 由于电源电动势为4v 在量程为15v的电压表中有约的刻度没有利用 测量误差较大 因而不能选 量程为3v的电压表其量程虽然小于电源电动势 但可在电路中接入滑动变阻器进行保护 故选用电压表v1 由于电流表的内阻在0 1 0 2 之间 量程为0