高考物理一轮课件：实验八 测定金属的电阻率

1、实验八测定金属的电阻率实验八测定金属的电阻率过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练实实验验八八测测定定金金属属的的电电阻阻率率知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的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掌握螺旋测微器的使用和读数方法；掌握螺旋测微器的使用和读数方法；3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率率实验原理实验原理1螺旋测微器螺旋测微器(1)构造：如图构造：如图731所示是常用的螺旋测微器所示是常用的螺旋测微器它的小砧它的小砧A和固定刻度

2、和固定刻度S固定在框架固定在框架F上旋钮上旋钮K、微调旋钮、微调旋钮K和可动刻度和可动刻度H、测微螺杆、测微螺杆P连在一连在一起，通过精密螺纹套在起，通过精密螺纹套在S上上图图731(2)原理：测微螺杆原理：测微螺杆P与固定刻度与固定刻度S之间的精密螺纹之间的精密螺纹的螺距为的螺距为0.5 mm，即旋钮，即旋钮K每旋转一周，每旋转一周，P前进或前进或后退后退0.5 mm，而可动刻度，而可动刻度H上的刻度为上的刻度为50等份，等份，每转动一小格，每转动一小格，P前进或后退前进或后退0.01 mm.即螺旋测即螺旋测微器的精确度为微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千读数时估读到毫米的千

3、分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺分位上，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定刻度读出，小数部分由可动刻度读出测量值测量值(毫米毫米)固定刻度数固定刻度数(毫米毫米)(注意半毫米刻注意半毫米刻线是否露出线是否露出)可动刻度数可动刻度数(估读一位估读一位)0.01(毫米毫米)如图如图732所示，固定刻度示数为所示，固定刻度示数为2.0 mm，不，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后，最后的读数为：的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2

4、.150 mm.图图732特别提示特别提示：使用螺旋测微器读数时，以毫米为：使用螺旋测微器读数时，以毫米为单位，有三位小数单位，有三位小数2游标卡尺游标卡尺(1)构造构造(如图如图733所示所示)：主尺、游标尺：主尺、游标尺(主尺主尺和游标尺上各有一个内外测量爪和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉图图733(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径用途：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度的差值制成不管游标尺

5、上有多少个小等分刻度，它的刻度部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分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、个的、20个的、个的、50个的，见下表：个的，见下表：刻度格数刻度格数(分度分度)刻度总长度刻度总长度每小格与每小格与1 mm的差值的差值精确度精确度(可准可准确到确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)读数：若用读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，表示由主

6、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，则记录结果表达为标的格数，则记录结果表达为(xK精确度精确度)mm.实验试探法：按图实验试探法：按图734接好电路，让电压接好电路，让电压表一根接线柱表一根接线柱P先后与先后与a、b处接触一下，如果电处接触一下，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

7、接法可采用电流表内接法图图734图图735实验器材实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干干过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置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，求出其平均值各测一次直径，求出其平均值2按图按图736所示的原理电路图连接好用伏安所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路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用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有

8、效长度，反复测量线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值次，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，闭电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键合电键S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数组相应的电流表、电压表的示数I和和U的值，填入的值，填入记录表格内，断开电键记录表格内，断开电键S，求出导线电阻，求出导线电阻Rx的平的平均值均值5整理仪器整理仪器图图736四、注意事项四、注意事项1为了方便，测量直径应在导线连入电路前进为了方便，测量

9、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用电流表外接法3电键电键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电流不宜太大电流不宜太大(电流表用电流表用0 0.6 A量程量程)，通电，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大率在实验过程中变大五、仪器选择的三个原则五、仪器选择的三个原则1安全性原则：

10、通过电源、电阻、电流表、电压安全性原则：通过电源、电阻、电流表、电压表等的电流不能超过其允许的额定电流表等的电流不能超过其允许的额定电流2误差性原则：选用电表应考虑尽可能达到电表误差性原则：选用电表应考虑尽可能达到电表量程量程3便于操作原则：选择滑动变阻器时应使对外供便于操作原则：选择滑动变阻器时应使对外供电电压的变化范围既要满足实验要求，又要便于调电电压的变化范围既要满足实验要求，又要便于调节，滑动变阻器调节时应使其滑动范围较大节，滑动变阻器调节时应使其滑动范围较大实验典例精析实验典例精析游标卡尺、千分尺的读数游标卡尺、千分尺的读数 (2009年高考海南卷年高考海南卷)某同学用游标卡尺和某同

11、学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图厚度，读出图737中的示数，该金属圆片的中的示数，该金属圆片的直径的测量值为直径的测量值为_ cm，厚度的测量值为，厚度的测量值为_ mm.图图737【解析解析】游标卡尺是游标卡尺是20分度的，可精确到分度的，可精确到0.05 mm，其主尺读数为，其主尺读数为1.2 cm，游标尺读数为，游标尺读数为80.005 cm0.040 cm.所以金属圆片直径为所以金属圆片直径为1.240 cm.螺旋测微器固定刻度读数为螺旋测微器固定刻度读数为1.5 mm，可，可动刻度读数为动刻度读数为0.183

12、mm，厚度测量值为，厚度测量值为1.683 mm.【答案答案】1.2401.683【易误警示易误警示】千分尺必须估读，在高中阶段不千分尺必须估读，在高中阶段不要求游标对卡尺估读要求游标对卡尺估读 (2009年高考广东卷年高考广东卷)某实验小组利用实验某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器待测金属丝、螺旋测微器(千分尺千分尺)、米尺、电阻、米尺、电阻箱、开关和导线等箱、开关和导线等(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的他们

13、截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹一个小金属夹，金属夹米尺上，并在金属丝上夹一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图电路，并连接电路实物图738甲甲实验数据的处理实验数据的处理图图738(2)实验的主要步骤如下：实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，断开开关，_，合上开关，重复的操，合上开关，重复的操作作(3)该小组测得电流

14、与金属丝接入长度关系的数据该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图乙所示的关系图线，其斜率为，并据此绘出了图乙所示的关系图线，其斜率为_ A1m1(保留三位有效数字保留三位有效数字)；图线纵；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和的电阻之和(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图如图739所示金属丝的直径是所示金属丝的直径是_图乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面图乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是积的乘积代表的物理量是_，其数值和单，其数值和单位为位为_(

15、保留三位有效数字保留三位有效数字)图图739【答案答案】(1)如图如图7310所示所示图图7310(2)改变金属丝上金属夹的位置改变金属丝上金属夹的位置(3)10.510.6金属丝接入长度为零时全电路金属丝接入长度为零时全电路(或或电阻箱和电流表电阻箱和电流表)(4)0.1980.202 mm金属丝电阻率金属丝电阻率9.69107 m1.02106 m (2010年高考北京卷年高考北京卷)某同学要把一个量程为某同学要把一个量程为200 A的直流电流计的直流电流计G，改装成量度范围是，改装成量度范围是04 V的直流电压表的直流电压表(1)她按图她按图7311所示电路、用半偏法测定电流所示电路、用

16、半偏法测定电流计计G的内电阻的内电阻rg，其中电阻，其中电阻R0约为约为1 k.为使为使rg的的测量值尽量准确，在以下器材中，电源测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用应选用_，电阻器，电阻器R1应选用应选用_，电阻器，电阻器R2应选用应选用_(选填器材前的字母选填器材前的字母)半偏法测电表内阻半偏法测电表内阻图图7311A电源电源(电动势电动势1.5 V)B电源电源(电动势电动势6 V)C电阻箱电阻箱(0999.9 )D滑动变阻器滑动变阻器(0500 )E电位器电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k)F电位器电位器(051 k)(2)该同学在

17、开关断开情况下，检查电路连接无误该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将后，将R2的阻值调至最大后续的实验操作步骤的阻值调至最大后续的实验操作步骤依次是：依次是：_，_，_，_，最后记录，最后记录R1的阻值并整理好器材的阻值并整理好器材(请请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)A闭合闭合S1B闭合闭合S2C调节调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D调节调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半的一半E调节调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

18、的一半的一半F调节调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果所得的如果所得的R1的阻值为的阻值为300.0 ，则图，则图7311中被测电流计中被测电流计G的内阻的内阻rg的测量值为的测量值为_，该测量值该测量值_实际值实际值(选填选填“略大于略大于”、“略小略小于于”或或“等于等于”)(4)给电流计给电流计G_联联(选填选填“串串”或或“并并”)一个一个阻值为阻值为_k的电阻，就可以将该电流计的电阻，就可以将该电流计G改装为量程为改装为量程为4 V的电压表的电压表【解析解析】(1)考虑到减小误差，电源应选电动势考虑到减小误差，电源应选电动势较大的较大的B.R1要选能读出接入电路的电阻值的电阻要选能读出接入电路的电阻值的电阻箱箱R2在电路中是限流连接，应选用总阻值大于在电路中是限流连接，应选用总阻值大于30 k的电位器的电位器F.(2)电流半偏法的具体操作顺序是：电流半偏法的具体操作顺序是：a.S1断开，断开，S2闭合；闭合；b.调节调节R2，使电流计指针满偏；，使电流计指针满偏；c.闭合闭合S1；d.保持保持