第3课时 实验一测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

1、第第3 3课时实验一课时实验一: :测定金属的电阻率测定金属的电阻率( (同同时练习使用螺旋测微器时练习使用螺旋测微器) ) 实验基础实验基础热点透析热点透析实验创新实验创新素能提升素能提升实验基础实验基础 固本求源固本求源 提高技能提高技能原理与操作原理与操作处理与分析处理与分析二、误差分析二、误差分析1.1.测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差. .3.3.通电电流过大通电电流过大, ,时间过长时间过长, ,致使电阻丝发热致使电阻丝发热, ,电阻率随之变化带来误差电阻率随之变化带来误差. .三、注意事项三、注意事项1.1.螺旋测微器的使用螺旋

2、测微器的使用(1)(1)测量前须校对零点测量前须校对零点: :先使测砧先使测砧A A与测微螺杆与测微螺杆P P并拢并拢, ,观察可动刻观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合, ,以及可动刻度的边以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合缘与固定刻度的零刻度线是否重合. .(2)(2)测量时测量时, ,当测微螺杆当测微螺杆P P将要接触被测物体时将要接触被测物体时, ,要停止使用旋钮要停止使用旋钮K,K,改用微调旋钮改用微调旋钮K.K.(3)(3)螺旋测微器应估读一位螺旋测微器应估读一位, ,即以即以mmmm作单位作单位, ,应读到小数点后面第

3、应读到小数点后面第三位三位. .2.2.测定金属的电阻率测定金属的电阻率(1)(1)先测直径先测直径, ,再连电路再连电路. .为了准确测量金属丝的长度为了准确测量金属丝的长度, ,应该在连应该在连入电路之后在拉直的情况下进行入电路之后在拉直的情况下进行, ,测量待测导线接入电路的两个测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度端点之间的长度. .(2)(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小本实验中被测金属丝的电阻值较小, ,故采用电流表外接法故采用电流表外接法. .(3)(3)开关开关S S闭合前闭合前, ,滑动变阻器的阻值要调至最大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

4、太大( (电流表用电流表用0 00.6 A0.6 A量程量程),),通电时间不宜太长通电时间不宜太长, ,以免金属丝温度升高以免金属丝温度升高, ,导致电阻率在实验过程中变大导致电阻率在实验过程中变大. .四、创新改进四、创新改进1.1.利用该实验确定某导线的长度、中空的导体中空部分的截面利用该实验确定某导线的长度、中空的导体中空部分的截面积、体积等积、体积等. .2.2.利用该实验的基本原理改换所用电表利用该实验的基本原理改换所用电表, ,测量电流测量电流( (或电压或电压) )与某与某量量( (如电阻如电阻) )的对应数据的对应数据, ,描画它们的关系图像描画它们的关系图像, ,由此求某导

5、体由此求某导体( (或或元件元件) )的电阻率的电阻率( (或电阻或电阻).).热点透析热点透析 追踪热点追踪热点 拓宽思路拓宽思路测量仪器的使用和读数测量仪器的使用和读数热点一热点一【例【例1 1】 (2014(2014江苏卷江苏卷) )某同学通过实验测量一种合金的电阻率某同学通过实验测量一种合金的电阻率. .(1)(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径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为防止读数时测微螺杆发生转动, ,读数前应先旋紧如图读数前应先旋紧如图1 1所示的部件所示的部件( (选填选填“A”A”、“B”B”、“C”C”或或“D”).D”).从图从图1 1中的

6、示数可读出合金丝的直径为中的示数可读出合金丝的直径为 mm.mm.(2)(2)如图如图2 2所示是测量合金丝电阻的电路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相关器材的规格已在图中标出. .合上开关合上开关, ,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中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表的指针只在图示位置发生很小的变化. .由此可以推断由此可以推断: :电路中电路中( (选填图中表示接线柱的数字选填图中表示接线柱的数字) )之间出现了之间出现了( (选填选填“短路短路”或或“断路断路”).).(3)(3)在

7、电路故障被排除后在电路故障被排除后, ,调节滑动变阻器调节滑动变阻器, ,读出电压表和电流表的示读出电压表和电流表的示数分别为数分别为2.23 V2.23 V和和38 mA,38 mA,由此由此, ,该同学算出接入电路部分的合金丝的该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为阻值为58.7 .58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值为了更准确地测出合金丝的阻值, ,在不更换实验器材在不更换实验器材的条件下的条件下, ,对实验应作怎样的改进对实验应作怎样的改进? ?请写出两条建议请写出两条建议. .思路点拨思路点拨: : (1)(1)题图题图1 1中螺旋测微器的部件中螺旋测微器的部件B B的作用是可将

8、测微螺杆的作用是可将测微螺杆与框架固定与框架固定. .(2)(2)对比图对比图2 2中表盘与所给对应数据中表盘与所给对应数据, ,掌握电表的读数规则掌握电表的读数规则. .解析解析: : (1)(1)读数前先旋紧读数前先旋紧B,B,示数为示数为0.01 mm0.01 mm41.0=0.410 mm.41.0=0.410 mm.(2)(2)电压表的示数接近电源的电动势电压表的示数接近电源的电动势, ,电流表的示数很小电流表的示数很小, ,说明电说明电压表串联在电路中压表串联在电路中, ,由此推断由此推断: :合金丝没有接入电路中合金丝没有接入电路中, ,即电路中即电路中的的7 7、9 9之间出现

9、了断路之间出现了断路. .(3)(3)由于电流表内阻约由于电流表内阻约0.3 ,0.3 ,可将电流表改为内接可将电流表改为内接; ;多次测量求多次测量求平均值平均值, ,可以让测量误差更小可以让测量误差更小; ;或者用或者用U-IU-I图像的斜率求出电阻图像的斜率求出电阻. .答案答案: : (1)B (1)B0.4100.410(2)7(2)7、9 9断路断路(3)(3)电流表改为内接电流表改为内接; ;测量多组电流和电压值测量多组电流和电压值, ,计算出电阻的平均计算出电阻的平均值值( (或测量多组电流和电压值或测量多组电流和电压值, ,用图像法求电阻值用图像法求电阻值).).(1)(1)

10、螺旋测微器读数方法螺旋测微器读数方法从固定刻度上读出半毫米整数倍的部分从固定刻度上读出半毫米整数倍的部分, ,不足半毫米的部分由可动刻度读出不足半毫米的部分由可动刻度读出, ,看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的轴向线重合看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的轴向线重合, ,从而读出可动从而读出可动刻度示数刻度示数( (注意估读一位注意估读一位),),即测量长度即测量长度= =固定刻度示数固定刻度示数+ +可动刻度示数可动刻度示数精确精确度度( (单位为单位为mm).mm).(2)(2)游标卡尺的读数方法游标卡尺的读数方法游标卡尺精度游标卡尺精度: :游标尺刻度为游标尺刻度为1010

11、、2020、5050的精度分别为的精度分别为0.10.1、0.050.05、0.02.0.02.若用若用x x表示从主尺上读出的整毫米数表示从主尺上读出的整毫米数,K,K表示从游标尺上读出与主尺上某一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刻线对齐的游标的格数, ,则记录结果表示为则记录结果表示为(x+K(x+K精确度精确度)mm.)mm.需要注意的是需要注意的是, ,不管是哪种卡尺不管是哪种卡尺,K,K值均不需要向后估读一位值均不需要向后估读一位. .方法总结方法总结测量仪器的读数方法测量仪器的读数方法仪器的选择和电路的设计仪器的选择和电路的设计热点二热点二(2)(2)用螺旋测微器

12、测量其直径如图用螺旋测微器测量其直径如图( (乙乙) )所示所示, ,由图可知其直径为由图可知其直径为mm;mm;(3)(3)用多用电表的电阻用多用电表的电阻“10”10”挡挡, ,按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻, ,表盘的示数如图表盘的示数如图( (丙丙) )所示所示, ,则该电阻的阻值约为则该电阻的阻值约为.思路点拨思路点拨: : (1) (1)待测的最大电流越接近电流表量程的最大值待测的最大电流越接近电流表量程的最大值, ,误差误差越小越小. .方法总结方法总结 仪器的选择和电路的设计仪器的选择和电路的设计(1)(1)仪器的选择仪器的选择选择原则

13、选择原则a.a.安全性原则安全性原则; ;b.b.准确性原则准确性原则; ; c.c.方便性原则方便性原则. .实验过程及数据处理实验过程及数据处理热点三热点三小明的实验操作步骤如下小明的实验操作步骤如下: :A.A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径; ;B.B.根据所提供的实验器材根据所提供的实验器材, ,设计并连接好如图设计并连接好如图( (甲甲) )所示的实验电路所示的实验电路; ;C.C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大, ,闭合开关闭合开关; ;D.D.将金属夹夹在

14、电阻丝上某位置将金属夹夹在电阻丝上某位置, ,调整电阻箱接入电路中的电阻值调整电阻箱接入电路中的电阻值, ,使使电流表满偏电流表满偏, ,记录电阻箱的电阻值记录电阻箱的电阻值R R和接入电路的电阻丝长度和接入电路的电阻丝长度L;L;E.E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置改变金属夹与电阻丝接触点的位置, ,调整电阻箱接入电路中的阻值调整电阻箱接入电路中的阻值, ,使电流表再次满偏使电流表再次满偏. .重复多次重复多次, ,记录每一次电阻箱的电阻值记录每一次电阻箱的电阻值R R和接入电和接入电路的电阻丝长度路的电阻丝长度L;L;F.F.断开开关断开开关. .运用相关的定理、定律找出测量值间的函数表

15、达式运用相关的定理、定律找出测量值间的函数表达式, ,从而依据实验从而依据实验数据得出结果数据得出结果. .方法技巧方法技巧求物理量表达式的方法求物理量表达式的方法实验创新实验创新 瞻新动向瞻新动向 探新类题探新类题答案答案: : (1)D (1)DC C(2)(2)变大变大(3)(3)见解析见解析(4)31(4)31本题未沿用习惯上用伏安法测电阻的思路本题未沿用习惯上用伏安法测电阻的思路(1)(1)采用并联规律设计电路方法新颖采用并联规律设计电路方法新颖, ,开阔了命题视野开阔了命题视野. .(2)(2)测出测出R R1 1与与A A2 2的对应数据的对应数据, ,作作R R1 1-I-I2

16、 2图像图像, ,由图像与对应函数关系求解由图像与对应函数关系求解. .命题创新命题创新素能提升素能提升 模拟实验模拟实验 操作演练操作演练BD BD 答案答案: : (1)20 (1)20(2)(2)偏小减小偏小减小1.51.53.(20143.(2014浙江理综浙江理综) )小明对小明对2B2B铅笔芯的导电性能感兴趣铅笔芯的导电性能感兴趣, ,于是用伏安于是用伏安法测量其电阻值法测量其电阻值. .(1)(1)如图如图( (甲甲) )是部分连接好的实物电路图是部分连接好的实物电路图, ,请用电流表外接法完成请用电流表外接法完成接线并在图接线并在图( (甲甲) )中画出中画出. .答案答案:

17、: (1) (1)见解析见解析(2)(2)(3)(3)见解析见解析4.(20144.(2014长春联考长春联考) )某实验小组在某实验小组在“测定金属电阻率测定金属电阻率”的实验过程的实验过程中中, ,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示示, ,则它们的读数值依次是则它们的读数值依次是、.已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0 010 ,10 ,电流表内阻约电流表内阻约几欧几欧, ,电压表内阻约电压表内阻约20 k.20 k.电源为干电池电源为干电池( (不宜在长时间、大功率不宜在长时间、大功率状况下使用状况下使用),),电动势电动势E = 4.5 V,E = 4.5 V,内阻很小内阻很小. .则图则图( (丁丁) )中中( (填电路图下方的字母代号填电路图下方的字母代号) )电路为本次实验应当采用