高中物理 第2章 第6节 第2课时 实验：测定金属的电阻率课件 新人教版选修31.ppt

第二章恒定电流 同步导学方案 课后强化演练 第2课时实验 测定金属的电阻率 一 实验目的1 学会使用电流表和电压表以及正确读数 2 学会使用螺旋测微器以及正确读数 3 掌握测定金属电阻率的方法 二 实验原理1 螺旋测微器 1 构造原理 螺旋测微器是测量长度的仪器之一 在实验中常用它测量小球的直径 金属丝的直径和薄板的厚度等 用它测量长度 可以精确到0 01mm 还可以估读到0 001mm 即毫米的千分位 因此螺旋测微器又称为千分尺 下图所示是常用的螺旋测微器 它的小砧a和固定刻度b固定在框架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 精密螺纹的螺距是0 5mm 即每旋转一周 f前进或后退0 5mm 可动刻度分成50等份 每一等份表示0 1mm 即可动刻度每转过1等份 f前进或后退0 01mm 因此 从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0 01mm 2 使用方法 a 找出零误差 测物前将两小砧并拢 如果可动刻度的零刻线正好在固定的零刻线上 零误差为零 如果可动刻度的零刻线在固定零刻线之上n小格 应在读数中加上0 01 n mm 反之则减去0 01 n mm b 将待测物体放在两小砧之间 旋动旋钮直至可动小砧快靠近被测物体时 改用微调调至可动小砧紧靠物体 当听到 咔咔 声后 止动 即可读数 c 待测物体长度的整的毫米数从固定刻度上读出 小数部分由可动刻度读出 3 注意事项 a 读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出 b 由螺旋测微器读数时必须估读一位 即估读到0 001mm这一位上 三 实验器材直流电流表 0 0 6a 直流电压表 0 3v 电池 3v 滑动变阻器 0 10 长约1m的金属丝 开关1只 导线若干 毫米刻度尺 螺旋测微器 四 实验步骤1 用毫米刻度尺测量金属丝的长度l 测三次取平均值 2 用螺旋测微器测量金属丝的直径 在不同位置 测量三次 取平均值 并算出金属丝的横截面积s 五 数据处理1 金属导线直径的读数 1 特别小心半刻度是否露出 2 因螺旋测微器的精确度为0 01mm 可动刻度上对齐的格数需要估读 所以 若以毫米为单位的话 最后一位应出现在小数点后的第三位上 3 把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d 2 金属丝长度的测量 1 应测量接入电路中的有效长度 2 因为用的是毫米刻度尺 读数时要读到毫米的下一位 别忘记估读 3 把3次测量值求平均值作为长度l 3 电阻r的测量值确定方法一 平均值法 可以将每次测量的u i分别计算出电阻 再求出电阻的平均值 作为测量结果 方法二 图象法 可建立u i坐标系 将测量的对应u i值描点作出图象 利用图象斜率来求出电阻值r 六 注意事项1 为了方便 应在金属导线连入电路前测导线直径 为了准确 应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度 且各测量三次 取平均值 2 测量电路应选用电流表外接法 且测电阻时 电流不宜过大 通电时间不宜太长 因为电阻率随温度而改变 3 为准确求出r的平均值 应多测几组u i数值 然后采用u i图象法求出电阻 4 滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求 七 误差分析1 测量误差 测量金属丝的直径 长度以及电流 电压时出现读数误差 2 由于采用电流表外接法 电压表的分流 造成电阻测量值偏小 若误用内接法 则电流表分压影响更大 3 通电电流太大 或时间太长 致使金属丝发热 电阻率随之变化 2013 贵阳高二检测 在 测定金属丝电阻率 的实验中 需要测出其长度l 直径d和电阻r 1 用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲 则金属丝的直径为 mm 2 若用图乙测金属丝的电阻 则测量结果将比真实值 选填 偏大 或 偏小 3 用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图 则电压表的读数为 v 电流表的读数为 a 解析 1 螺旋测微器的读数为 0 0 5 0 01 19 7 mm 0 697mm 0 696mm 0 698mm也对 2 图乙中电流表采用外接法 故测量值偏小 3 电压表精度为0 1v 其读数为2 60v 电流表精度为0 02a 其读数为0 52a 答案 1 0 697 0 696 0 698也对 2 偏小 3 2 600 52 有一螺旋测微器 螺距为0 5mm 可动刻度一周共50小格 当测微螺杆与测砧并拢时 可动刻度的零刻线恰与固定刻度的零刻线对齐 今使可动刻度旋转60 则此时测微器的读数为 若用它测一螺栓外径 刻度位置如图所示 则可知其外径为 2013 江门联考 在 测定金属的电阻率 的实验中 用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示 用米尺测出金属丝的长度l 金属丝的电阻大约为5 先用伏安法测出金属丝的电阻r 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 1 从图中读出金属丝的直径为 mm 2 为此取来两节新的干电池 电键和若干导线及下列器材 a 电压表0 3v 内阻10k b 电压表0 15v 内阻50k c 电流表0 0 6a 内阻0 05 d 电流表0 3a 内阻0 01 e 滑动变阻器 0 10 f 滑动变阻器 0 100 要求较准确地测出其阻值 电压表应选 电流表应选 滑动变阻器应选 填序号 实验中某同学的实物连线如图所示 请指出该同学实物接线中的两处明显错误 错误1 错误2 解析 1 从螺旋测微器的固定刻度上可以看出 半毫米刻度线已经露出来 因此主尺上应读0 5mm 可动刻度上接近第18个刻度线 可以估读0 180mm 或0 179mm 所以该金属丝直径应为0 5mm 0 180mm 或0 179mm 0 680mm 或0 679mm 2 由电路图知电源是两节干电池 电动势是3v 用3v量程的电压表a 因为电阻丝的电阻大约为5 如果把3v的电动势全加在电阻丝上 电流才是0 6a 因此用量程是0 6a的电流表c 此题中金属丝的电阻大约为5 为了减小实验误差 应选10 的滑动变阻器e 答案 1 0 680 或0 679 2 ace 错误1 导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2 采用了电流表内接法 耗电因素 一般较少用到 2 变阻器的选择 除了搞清限流法和分压法外 在分压接法中 应选择电阻小而额定电流大的变阻器 在限流接法中 应选择电阻值与电路中其他电阻比较接近的变阻器 3 对器材选择的一般步骤 先找出实验中唯一性器材 画出实验原理图 估算待测电路中的i u的最大值 考虑能否使电流表和电压表有较大角度的偏转 选择合适量程的电压表和电流表 合适阻值的滑动变阻器 电动势合适的电源 2013 咸宁高二检测 在做 测定金属的电阻率 的实验时 需要对金属丝的电阻进行测量 已知金属丝的电阻值rx约为20 一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量 这位同学想使被测电阻rx两端的电压变化范围尽可能的大 他可选用的器材有 电源e 电动势为8v 内阻为1 0 电流表a 量程0 6a 内阻约为0 50 电压表v 量程10v 内阻约为10k 滑动变阻器r 最大电阻值为5 0 开关一个 导线若干 1 根据上述条件 测量时电流表应采用 选填 外接法 或 内接法 2 在方框内画出实验电路图 3 若在上述实验中 电流