学高三物理复习实验测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器

1、 1.1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法. . 2.2.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法. . 3.3.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率. . 一、螺旋测微器的原理和使用：一、螺旋测微器的原理和使用： 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺，即螺杆在螺 母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺 距的距离距的距离. .因此，沿轴线方向移动的微小

2、距离，就能用圆周因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周 上的读数表示出来上的读数表示出来. . 螺旋测微器上精密螺纹的螺旋测微器上精密螺纹的螺距螺距是是0.5mm0.5mm，可动刻度有，可动刻度有5050 个等分刻度个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退 0.5mm0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退 0.5mm/50=0.01mm.0.5mm/50=0.01mm.可见，可动刻度可见，可动刻度每一小分度表示每一小分度表示0.01mm0.01mm， 所以螺旋测微器可所以螺旋测

3、微器可精确到精确到0.01mm0.01mm. .由于还能再估读一位，可由于还能再估读一位，可 读到毫米的千分位，故又名读到毫米的千分位，故又名千分尺千分尺. . 螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理 螺旋测微器的精度螺旋测微器的精度 图图1 1 螺旋测微器的构造螺旋测微器的构造 螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用 1.1.螺旋测微器的读数：螺旋测微器的读数： 实际测量时，实际测量时， 分度线不一定分度线不一定 正好与读数基正好与读数基 线对齐，这时线对齐，这时 还必须往下估还必须往下估 读读0.001mm.0.001mm. 可见，用螺旋测微器测量物体的长度时可见，用螺旋测微器测量物体的长度时, ,以

4、以“mmmm”为单位，为单位， 小数点后必有三位小数点后必有三位. .读数时，先从固定刻度上读出大于半读数时，先从固定刻度上读出大于半 毫米的大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米的小数毫米的大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米的小数 部分，二者之和就是被测物体的总长度部分，二者之和就是被测物体的总长度. . （读数分为（读数分为0.5mm0.5mm以上的大数与以上的大数与0.5mm0.5mm以下的小数而不分为以下的小数而不分为 整数和小数）整数和小数） 螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数 2 2伏安法测电阻伏安法测电阻 （1 1）电流表的内接法和外接法的比较）电流表的内接法和外接法的比较 内

5、接法内接法外接法外接法 电路图电路图 误差原因误差原因 电流表分压电流表分压 U测 测 UxUA 电压表分流电压表分流 I测 测 IxIV 内接法内接法外接法外接法 电阻测电阻测 量值量值 R测 测 RxRA 测量值大于真实值测量值大于真实值 R测 测 RR0 0时，用内接法；时，用内接法； R Rx xRR0 0时，用外接法时，用外接法. . VAR R 试触法：如图所示，将电压表分别接在试触法：如图所示，将电压表分别接在a a、c c和和b b、c c两两 点时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，点时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大， 应选用内接法；若电压表示数变化较大，

6、说明电流表分应选用内接法；若电压表示数变化较大，说明电流表分 压较大，则选用外接法压较大，则选用外接法. . 3 3电阻率的测定原理电阻率的测定原理 由由 得得 ，因此，只要测出金属丝的长度，因此，只要测出金属丝的长度l， 横截面积横截面积S S和导线的电阻和导线的电阻R R，就可以求出金属丝的电阻率，就可以求出金属丝的电阻率 (1)(1)根据部分电路的欧姆定律可知根据部分电路的欧姆定律可知 ，故只要测出金，故只要测出金 属丝两端的电压属丝两端的电压U U和金属丝中的电流和金属丝中的电流I I，就可以得出金属丝的，就可以得出金属丝的 电阻电阻. .即用伏安法测出金属丝的电阻即用伏安法测出金属丝

7、的电阻R.R. R S lRS l I U R . (2)(2)金属丝的长度可以用毫米刻度尺测量金属丝的长度可以用毫米刻度尺测量. . (3)(3)金属丝的横截面积金属丝的横截面积S S由金属丝的直径由金属丝的直径d d算出，即算出，即S S d d2 2/4./4.其中金属丝的直径用螺旋测微器测出其中金属丝的直径用螺旋测微器测出. .若用实若用实 验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电 阻率的表达式为阻率的表达式为. 4 2 lI Ud 被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电 流表，电

8、压表，滑动变阻器，开关，导线若干流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干. 二、实验器材二、实验器材 1.1.用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一 次直径，求出其平均值次直径，求出其平均值d d，计算出导线的横截面积，计算出导线的横截面积S.S. 2.2.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 电路电路. . 三、实验步骤三、实验步骤 3.3.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，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， 反复测量三次，求出其平均值反复

9、测量三次，求出其平均值L.L. 4.4.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，闭合开关的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S S，改变滑动变，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 I和和U U的值，记入表格内，断开开关的值，记入表格内，断开开关S.S. 5.5.拆去实验线路，整理好实验器材拆去实验线路，整理好实验器材. . 1.1.使用螺旋测微器时的注意事项使用螺旋测微器时的注意事项 （1 1）测量时，在测微螺杆快靠

10、近被测物体时应停止使用旋）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋 钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结 果精确，又能保护螺旋测微器果精确，又能保护螺旋测微器. . （2 2）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线 是否已经露出是否已经露出. . 四、注意事项四、注意事项 （3 3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即 使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻

11、度线对齐，千分 位上也应读取为位上也应读取为“0”.0”. （4 4）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻 度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后 测长度的读数上去掉零误差的数值测长度的读数上去掉零误差的数值. . 2 2测定金属的电阻率时的注意事项测定金属的电阻率时的注意事项 (1)(1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行；为为了方便，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了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在

12、拉直的 情况下进行情况下进行. . (2) (2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故需采用电流本实验中被测金属丝的电阻值较小，故需采用电流 表外接法表外接法. . (3) (3)开关开关S S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大. . (4) (4)电流不宜太大电流不宜太大( (电流表用电流表用0 00.6 A0.6 A量程量程) )，通电时，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 过程中变大过程中变大. . (5) (5)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电实验连线时，应先从电源的正极出发

13、，依次将电 源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路， 然后再把电压表并联在待测金属丝的两端然后再把电压表并联在待测金属丝的两端. . 1 1金属丝的横截面积是利用直径计算得到的，直径的测量是金属丝的横截面积是利用直径计算得到的，直径的测量是 产生误差的主要原因之一产生误差的主要原因之一. . 2 2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表 外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小. . 3 3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读

14、数等会带来测量金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来测量 误差误差. . 4 4金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造 成偶然误差成偶然误差. . 五、误差分析五、误差分析 1.1.在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”实验中，实验中， 用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度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位置如图所示，用米尺测出金属丝的长 度度L L，金属丝的电阻大约为，金属丝的电阻大约为55，先用，先用 伏安法测出金属丝的电阻伏安法测出金属丝的电阻R R，然后根据，然后根据 电阻定律计算出

15、该金属材料的电阻率电阻定律计算出该金属材料的电阻率 (1)(1)从图中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为_mm._mm. 0.6790.679 (2)(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材： A A电压表电压表0 03 V3 V，内阻，内阻10 k10 k B B电压表电压表0 015 V15 V，内阻，内阻50 k50 k C C电流表电流表0 00.6 A0.6 A，内阻，内阻0.05 0.05 D D电流表电流表0 03 A3 A，内阻，内阻0.01 0.01 E E滑动变阻器，滑动变阻器，0 010 10 F F

16、滑动变阻器，滑动变阻器，0 0100 100 要想较准确地测出其阻值，电压表应选要想较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流，电流 表应选表应选_，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选_( (填序号填序号) ) 实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物 接线中的两处明显错误接线中的两处明显错误 错误错误1 1： ； 错误错误2 2： . . 导线连接在滑动变阻器的滑片上导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法采用了电流表内接法 A A C CE E 1.1.螺旋测微器的原理、使用方法和读数方法以及注意事螺旋测微器的原理、使用方法和读数方法

17、以及注意事 项项. 2.2.利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率， 实验原理、实验器材、实验注意事项以及误差的分析实验原理、实验器材、实验注意事项以及误差的分析. . 螺旋测微器上精密螺纹的螺旋测微器上精密螺纹的螺距螺距是是0.5mm0.5mm，可动刻度有，可动刻度有5050 个等分刻度个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退 0.5mm0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退 0.5mm/50=0.01mm.0.5mm/50=0.01

18、mm.可见，可动刻度可见，可动刻度每一小分度表示每一小分度表示0.01mm0.01mm， 所以螺旋测微器可所以螺旋测微器可精确到精确到0.01mm0.01mm. .由于还能再估读一位，可由于还能再估读一位，可 读到毫米的千分位，故又名读到毫米的千分位，故又名千分尺千分尺. . 螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理 可见，用螺旋测微器测量物体的长度时可见，用螺旋测微器测量物体的长度时, ,以以“mmmm”为单位，为单位， 小数点后必有三位小数点后必有三位. .读数时，先从固定刻度上读出大于半读数时，先从固定刻度上读出大于半 毫米的大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米的小数毫米的大数部分，再从可动刻

19、度上读出小于半毫米的小数 部分，二者之和就是被测物体的总长度部分，二者之和就是被测物体的总长度. . （读数分为（读数分为0.5mm0.5mm以上的大数与以上的大数与0.5mm0.5mm以下的小数而不分为以下的小数而不分为 整数和小数）整数和小数） (4) (4)电流不宜太大电流不宜太大( (电流表用电流表用0 00.6 A0.6 A量程量程) )，通电时，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 过程中变大过程中变大. . (5) (5)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电 源、开关、电流表、待测