高中物理 第2章 第6节 第2课时 实验：测定金属的电阻率 新人教版选修3-1

1、第二章恒定电流,第2课时实验：测定金属的电阻率,1学会使用螺旋测微器 2理解该实验的原理 3掌握实验操作，会处理数据,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0.01 mm，还可以估读到0.001 mm(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

2、密螺纹套在B上精密螺纹的螺距是0.5 mm，即每旋转一周，F前进或后退0.5 mm.可动刻度分成50等份每一等份表示0.1 mm，即可动刻度每转过1等份，F前进或后退0.01 mm，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0.01 mm,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0.01n(mm)，反之则减去0.01n(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

3、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0.001 mm这一位上,三、实验器材 直流电流表(00.6 A)、直流电压表(03 V)、电池(3 V)、滑动变阻器(010 )、长约1 m的金属丝、开关1只、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器,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0.01 mm，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

4、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UI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

5、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UI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,2015深圳中学期中)在测量金属丝电阻率的实验中,1)用螺旋测微器测量时，可以精确到_mm，读出图1情况下的测量结果_cm. (2)已知电压表内阻约3 k，电流表内阻约1 ，若采用图2甲电路测量，则Rx的测量值比

6、真实值_(填“偏大”或“偏小”)若Rx约为10 应采用_(选“甲”或“乙”)的电路，误差会比较小 (3)某次测量时，电压表和电流表的示数如图3所示，则电流表示数为_ A，电压表示数为_ V,解析】(1)螺旋测微器可以精确到0.01 mm，固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，图1中固定刻度示数为4.5 mm，可动刻度示数为26.20.01 mm0.262 mm，螺旋测微器的示数为4.5 mm0.262 mm4.762 mm. (2)采用图2甲电路测量，电压表准确，电流表偏大，所以Rx的测量值比真实值偏小，电压表内阻约为3 k，电流表内阻约为1 ，若所测电阻为10 ，则电流表应采用外接法

7、，应选图甲所示电路图,3)电流表的量程为03 A，示数为0.70 A；电压表的量程为015 V，分度值为0.5 V，示数为11.8 V. 【答案】(1)0.014.762(2)偏小甲(3)0.7011.8,2014威海一模)用螺旋测微器测一圆形工件的直径，情况如图所示，读数为_mm,变式训练 1-1,解析：螺旋测微器的固定刻度中半毫米刻度线已露出，固定刻度读数为8.5 mm，中心轴线对准可动刻度上的第37刻度线，可动刻度读数为0.0137.0 mm0.370 mm，最终读数为8.5 mm0.370 mm8.870 mm. 答案：8.870,在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝

8、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03 V，内阻10 k B电压表015 V，内阻50 k C电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100,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

9、】(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0.5 mm，可动刻度上接近第18个刻度线，可以估读0.180 mm(或0.179 mm)，所以该金属丝直径应为0.5 mm0.180 mm(或0.179 mm)0.680 mm(或0.679 mm,2)由电路图知电源是两节干电池，电动势是3 V，用3 V量程的电压表A；因为电阻丝的电阻大约为5 ，如果把3 V的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A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

10、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,方法总结】 实验器材的选择： (1)仪器选择的原则 安全因素：电表读数不能超过量程，电阻类元件电流不能超过其最大允许电流 误差因素(包括系统误差和偶然误差)：为减小系统误差应采用内阻小电表，应用内阻大的电表；为减小偶然误差电表的读数应不小于量程的1/3.(正常情况下电压表和电流表的指针应指到满偏的三分之二附近) 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

11、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,2015湖北孝感高中期中)研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率步骤如下： (1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为_mm. (2)用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为_mm,变式训练 2-1,3)用伏安法测定该圆柱体在不同长度时的电阻，除被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材： 电流表A1(量程04 mA，内阻约50 ) 电流表A2(量程010 mA，内阻约30 ) 电压表V1(量程03 V，内阻约10 k) 电压表V2(量程015 V，内阻约25 k) 直流电源E(电动势4 V，内阻不计) 滑动变阻器R1(阻值范围015 ，允许通过的最大电流2.0 A,滑动变阻器R2(阻值范围02 k，允许通过的最大电流0.5 A) 开关S、导线若干 已知该电阻的阻值约为220 ，为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在如图3所示的虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号 解析：(1)游标卡尺读数的规则