高考物理总复习（抓纲扣本+剖题探法+达标训练）专题精讲 实验七 测定金属的电阻率课件.ppt

实验七测定金属的电阻率 预备知识 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实 1所示是常用的螺旋测微器 它的测砧a和固定刻度s固定在尺架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 抓纲扣本 落实基础 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 如图实 2所示 固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15 0 最后的读数为 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 2 游标卡尺 如图实 3 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 按图实 4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 则采用电流表内接法 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 会用伏安法测电阻 并能测定金属的电阻率 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 开关 被测金属丝 导线若干 实验过程 一 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 s 2 按图实 5所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路 3 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度 反复测量3次 求出其平均值l 4 把滑动变阻器的滑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 闭合开关s 改变滑动变阻器滑片的位置 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 断开开关s 求出导线电阻rx的平均值 5 整理仪器 注意事项 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 剖题探法 突破考点 考点一 螺旋测微器的读数 仪器选择及电路的设计 电源 e1 电动势3v 内阻不计 e2 电动势12v 内阻不计 滑动变阻器 r 最大阻值约20 螺旋测微器 毫米刻度尺 开关s 导线 1 用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图实 6所示 读数为 mm 2 若滑动变阻器采用限流接法 为使测量尽量精确 电流表应选 电源应选 均填器材代号 在虚线框内完成电路原理图 例2 2012 北京理综 在 测定金属的电阻率 实验中 所用测量仪器均已校准 待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm 1 用螺旋测微器测量金属丝的直径 其中某一次测量结果如图实 7所示 其读数应为 mm 该值接近多次测量的平均值 考点二 实验原理的理解 数据处理及误差分析 2 用伏安法测金属丝的电阻rx 实验所用器材为 电池组 电动势3v 内阻约1 电流表 内阻约0 1 电压表 内阻约3k 滑动变阻器r 0 20 额定电流2a 开关 导线若干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路 进行实验测量 记录数据如下 由以上实验数据可知 他们测量rx是采用图实 8中的 图 选填 甲 或 乙 3 图实 9是测量rx的实验器材实物图 图中已连接了部分导线 滑动变阻器的滑片p置于变阻器的一端 请根据 2 所选的电路图 补充完成图中实物间的连线 并使闭合开关的瞬间 电压表或电流表不至于被烧坏 4 这个小组的同学在坐标纸上建立u i坐标系 如图实 10所示 图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点 请在图中标出第2 4 6次测量数据的坐标点 并描绘出u i图线 由图线得到金属丝的阻值rx 保留两位有效数字 5 根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 填选项前的符号 a 1 10 2 mb 1 10 3 mc 1 10 6 md 1 10 8 m 6 任何实验测量都存在误差 本实验所用测量仪器均已校准 下列关于误差的说法中正确的选项是 有多个正确选项 a 用螺旋测微器测量金属丝直径时 由于读数引起的误差属于系统误差b 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 c 若将电流表和电压表的内阻计算在内 可以消除由测量仪表引起的系统误差d 用u i图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 解析 1 千分尺读数 固定刻度值 旋转刻度格数 0 01mm 0 39 7 0 01mm 0 397mm 2 由记录数据知 rx约为5 若采用乙图限流电路 则当u 0 10v i 0 020a时 滑动变阻器须串入的电阻约为144 大于滑动变阻器的最大值20 所以实验中滑动变阻器r应采用分压式连接 故他们采用甲图电路 6 系统误差是实验原理 实验方法不完善 测量工具不精密等因素造成的误差 偶然误差是人为 环境等偶然因素造成的误差 故读数引起的误差属偶然误差 而电表的内阻引起的误差是系统误差 a b选项错误 把电表内阻计算在内 完善了实验方案 可消除这一因素引起的系统误差 c选项正确 用多次测量求平均值的方法 可减小偶然误差 d选项正确 答案 1 0 397 0 395 0 399均正确 2 甲 3 如图 a 所示 4 如图 b 所示4 5 4 3 4 7均对 5 c 6 cd 1 某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 时 1 用游标为20分度的卡尺测量其长度如图实 11甲所示 由图可知其长度为 cm 达标训练 技能过关 2 用螺旋测微器测量其直径如图乙所示 由图可知其直径为 mm 3 用电压表和电流表分别测量其两端的电压和流过其中的电流如图丙 丁所示 由图可知电压为 v 电流为 a 答案 1 5 015 2 4 700 3 2 150 44 2 在 测定金属的电阻率 的实验中 1 某同学采用如图实 12所示的电路测量金属丝的电阻 电阻的测量值比真实值 填 偏大 或 偏小 最后由公式 计算出金属丝的电阻率 用直接测量的物理量表示 2 请你根据图实 12所示的电路图在图实 13中进行实物连线 电流表选0 6a量程 电压表选3v量程 3 2013 武汉调研 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 如图实 14 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 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接法 1 将s拨向接点1 接通s1 调节 使待测表头指针偏转到适当位置 记下此时 的读数i 2 然后将s拨向接点2 调节 使 记下此时rn的读数 3 多次重复上述过程 计算rn读数的 此即为待测微安表头内阻的测量值 5 2013 西安五校模拟 有一根细长而均匀的金属管线样品 长约为60cm 电阻大约为6 横截面如图实 16甲所示 1 用螺旋测微器测量金属管线的外径 示数如图乙所示 金属管线的外径为 mm 2 现有如下器材 a 电流表 量程0 6a 内阻约0 1 b 电流表 量程3a 内阻约0 03 c 电压表 量程3v 内阻约3k d 滑动变阻器 1750 0 3a e 滑动变阻器 15 3a f 蓄电池 6v 内阻很小 g 开关一个 带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值 电流表应选 滑动变阻器应选 只填代号字母 3 请将图实 17所示的实际测量电路补充完整 4 已知金属管线样品材料的电阻率为 通过多次测量得出金属管线的电阻为r 金属管线的外径为d 要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积s 在前面实验