高考物理大一轮复习 实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）课件 新人教版.ppt

考点一器材使用及电路设计 考点二数据处理及误差分析 考点三创新实验设计 考点 高三物理一轮复习 实验七测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 实验目的1 掌握电流表 电压表和滑动变阻器的使用方法 2 掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法 3 会用伏安法测电阻 进一步测定金属的电阻率 实验原理1 螺旋测微器 1 构造 如图 s为固定刻度 h为可动刻度 2 原理 可动刻度h上的刻度为50等份 则螺旋测微器的精确度为0 01mm 3 读数 测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出 不足半毫米部分由可动刻度读出 测量值 mm 固定刻度数 mm 注意半毫米刻度线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 mm 如图所示 固定刻度示数为2 0mm 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 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 2 伏安法测电阻 1 电流表的内接法和外接法的比较 2 两种电路的选择 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 实验试探法 按如图所示接好电路 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 实验步骤1 用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径 求出其平均值 2 按如图所示的原理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 闭合电键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 断开电键s 求出导线电阻rx的平均值 5 整理仪器 数据处理1 在求rx的平均值时可用两种方法 误差分析1 金属丝直径 长度的测量带来误差 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 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 例1 2014 高考江苏卷 某同学通过实验测量一种合金的电阻率 1 用螺旋测微器测量合金丝的直径 为防止读数时测微螺杆发生转动 读数前应先旋紧图甲所示的部件 选填 a b c 或 d 从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm 2 图乙所示是测量合金丝电阻的电路 相关器材的规格已在图中标出 合上开关 将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中 发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化 由此可以推断 电路中 选填图中表示接线柱的数字 之间出现了 选填 短路 或 断路 考点一器材使用及电路设计 图片显 隐 3 在电路故障被排除后 调节滑动变阻器 读出电压表和电流表的示数分别为2 23v和38ma 由此 该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58 7 为了更准确地测出合金丝的阻值 在不更换实验器材的条件下 对实验应作怎样的改进 请写出两条建议 1 b0 410 2 7 9断路 3 电流表改为内接 测量多组电流和电压值 计算出电阻的平均值 或测量多组电流和电压值 用图象法求电阻值 1 螺旋测微器读数前应旋紧止动旋钮 即部件b 防止读数时螺杆移动 由图中的示数 读出合金丝直径为 0 01mm 41 0 0 410mm 2 图示位置电压表的电压示数很大 而电流很小 调节滑动变阻器示数变化很小 可以判断电路中出现断路 使电压表和电流表串联在电路中 可能是电路中7 9两处出现了断路 解析 答案 考点一器材使用及电路设计 例2 2015 海淀区高三期末 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下图所示 其读数应为 mm 该值接近多次测量的平均值 考点二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是采用下图中的 图 选填 甲 或 乙 考点二数据处理及误差分析 图片显 隐 3 下图丙是测量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 补充完成下图丙中实物间的连线 并使闭合开关的瞬间 电压表或电流表不至于被烧坏 考点二数据处理及误差分析 4 这个小组的同学在坐标纸上建立u i坐标系 如上图丁所示 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 考点二数据处理及误差分析 6 多选 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 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 1 螺旋测微器的读数为0mm 39 7 0 01mm 0 397mm 2 通过给定的数据发现电压接近从0开始 故滑动变阻器采用的是分压式接法 3 对滑动变阻器的分压式接法 连线时应使测量电路在开始时分到的电压为0 实物连接如下图 a 所示 4 图线应过原点 且使大多数点在一条直线上 不在直线上的点均匀分布在直线两侧 图线的斜率反映了金属丝的电阻 所以rx 4 5 如图 b 所示 解析 考点二数据处理及误差分析 1 0 397 0 395 0 399均可 2 甲 3 见解析图 4 见解析图4 5 4 3 4 7均可 5 c 6 cd 5 由r l s s d 2 2 取d 4 10 4m l 0 5m r 4 5 解出 1 10 6 m 6 由于读数引起的误差属于偶然误差 选项a错误 由于电流表 电压表内阻引起的误差为系统误差 若将电流表和电压表的内阻计算在内 则可以消除系统误差 选项b错误 选项c正确 利用u i图象处理数据 相当于多次测量取平均值 可以减小偶然误差 选项d正确 解析 答案 考点二数据处理及误差分析 例3 2014 高考山东卷 实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线 某同学想通过实验测定其实际长度 该同学首先测得导线横截面积为1 0mm2 查得铜的电阻率为1 7 10 8 m 再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻rx 从而确定导线的实际长度 考点三创新实验设计 可供使用的器材有 电流表 量程0 6a 内阻约0 2 电压表 量程3v 内阻约9k 滑动变阻器r1 最大阻值5 滑动变阻器r2 最大阻值20 定值电阻 r0 3 电源 电动势6v 内阻可不计 开关 导线若干 回答下列问题 1 实验中滑动变阻器应选 填 r1 或 r2 闭合开关s前应将滑片移至 端 填 a 或 b 考点三创新实验设计 2 在实物图中 已正确连接了部分导线 请根据图甲电路完成剩余部