高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 實驗7 測定金屬的電阻率課件.ppt

一 實驗?zāi)康? 掌握電流表 電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法 2 掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法 3 會用伏安法測電阻 進一步測定金屬的電阻率 三 實驗器材毫米刻度尺 螺旋測微器 直流電流表和直流電壓表 滑動變阻器 阻值范圍0 50 電池組 開關(guān) 被測金屬絲 導(dǎo)線若干 1 螺旋測微器的構(gòu)造 原理及讀數(shù) 1 螺旋測微器的構(gòu)造如圖所示是常用螺旋測微器 它的測砧a和固定刻度s固定在尺架f上 旋鈕k 微調(diào)旋鈕k 和可動刻度h 測微螺桿p連在一起 通過精密螺紋套在s上 2 螺旋測微器的原理測微螺桿p與固定刻度s之間的精密螺紋的螺距為0 5mm 即旋鈕k每旋轉(zhuǎn)一周 p前進或后退0 5mm 而可動刻度h上的刻度分為50等份 每轉(zhuǎn)動一小格 p前進或后退0 01mm 即螺旋測微器的精確度為0 01mm 讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上 因此 螺旋測微器又叫千分尺 3 讀數(shù) 測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出 小數(shù)部分由可動刻度讀出 測量值 毫米 固定刻度數(shù) 毫米 注意半毫米刻線是否露出 可動刻度數(shù) 估讀一位 0 01 毫米 如圖所示 固定刻度示數(shù)為2 0mm 不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為15 0 最后的讀數(shù)為 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 2 游標(biāo)卡尺 1 構(gòu)造 如圖所示 主尺 游標(biāo)尺 主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪 游標(biāo)尺上還有一個深度尺 尺身上還有一個緊固螺釘 2 用途 測量厚度 長度 深度 內(nèi)徑 外徑 3 原理 利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成 不管游標(biāo)上有多少個小等分刻度 它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm 常見游標(biāo)卡尺的游標(biāo)上小等分刻度有10個的 20個的 50個的 見下表 4 讀數(shù) 若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù) k表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù) 則記錄結(jié)果表達為 x k 精確度 mm 3 伏安法測電阻 1 電流表內(nèi)接法和外接法的比較 2 兩種電路的選擇 阻值比較法 先將待測電阻的估計值與電壓表 電流表內(nèi)阻進行比較 若rx較小 宜采用電流表外接法 若rx較大 宜采用電流表內(nèi)接法 簡單概括為 大內(nèi)偏大 小外偏小 實驗試探法 按如圖所示接好電路 讓電壓表的一根接線柱p先后與a b處接觸一下 如果電壓表的示數(shù)有較大的變化 而電流表的示數(shù)變化不大 則可采用電流表外接法 如果電流表的示數(shù)有較大的變化 而電壓表的示數(shù)變化不大 則可采用電流表內(nèi)接法 3 按照原理圖 如圖所示 連好用伏安法測電阻的實驗電路 4 把滑動變阻器調(diào)到接入電路中的電阻值最大的位置 檢查無誤后 閉合開關(guān)s 改變滑動變阻器滑動片的位置 讀出幾組相應(yīng)的電流值和電壓值記錄在表格中 斷開s 求出導(dǎo)線電阻rx的平均值 六 注意事項1 螺旋測微器的使用 1 測量前須校對零點 先使測砧a與測微螺桿p并攏 觀察可動刻度零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合 不重合時 用存放在螺旋測微器盒中的工具調(diào)節(jié) 直到完全重合為止 2 測量時 當(dāng)測微螺旋桿p將要接觸被測物體時 要停止使用旋鈕k 改用微調(diào)旋鈕k 以避免p和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力 這樣 既可以保護儀器 又能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確 當(dāng)聽到 咔 咔 聲后 停止轉(zhuǎn)動 即可讀數(shù) 3 螺旋測微器應(yīng)估讀一位 即以mm作為單位 應(yīng)讀到小數(shù)點后面的第三位 4 為防止讀出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯 可在讀數(shù)前估計大概讀數(shù)值 若發(fā)現(xiàn)最后讀數(shù)與開始估計數(shù)值相差較大 立即檢查出錯原因 如半毫米刻線是否露出 2 測定金屬的電阻率 1 為了方便 測量直徑應(yīng)在金屬絲連入電路前進行 為了準(zhǔn)確測量金屬絲的長度 應(yīng)該在連入電路之后在拉直的情況下進行 測量待測導(dǎo)線接入電路兩個端點之間的長度 2 本實驗中被測金屬絲的電阻值較小 故須采用電流表外接法 3 開關(guān)s閉合前 滑動變阻器的阻值要調(diào)至最大 4 電流不宜太大 電流表用0 0 6a量程 通電時間不宜太長 以免金屬絲溫度升高 導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大 5 實驗連線時 應(yīng)先從電源的正極出發(fā) 依次將電源 開關(guān) 電流表 待測金屬絲 滑動變阻器連成主干路 然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端 八 實驗創(chuàng)新在本實驗中 由于電表內(nèi)電阻的影響 從而使金屬導(dǎo)線電阻測量值偏小 可以改進實驗電路 消除由于電表內(nèi)阻的影響而帶來的實驗誤差 1 等效替換法連接電路如圖所示 r為電阻箱 rx為待測電阻 通過調(diào)節(jié)電阻箱r 使單刀雙擲開關(guān)s分別接1和2時 電流表中的電流示數(shù)相同 就表明rx r 即可測出rx 要點一對實驗的理解與應(yīng)用 例1 在 測定金屬絲的電阻率 的實驗中 待測金屬絲的電阻rx約為5 實驗室備有下列實驗器材 a 電壓表v1 量程3v 內(nèi)阻約為15k b 電壓表v2 量程15v 內(nèi)阻約為75k c 電流表a1 量程3a 內(nèi)阻約為0 2 d 電流表a2 量程600ma 內(nèi)阻約為1 e 滑動變阻器r1 0 100 0 6a f 滑動變阻器r2 0 2000 0 1a g 電池e 電動勢為3v 內(nèi)阻約為0 3 h 開關(guān)s 導(dǎo)線若干 1 為提高實驗精確度 減小實驗誤差 應(yīng)選用的實驗器材有 2 為減小實驗誤差 應(yīng)選用圖甲中 填 a 或 b 為該實驗的電路圖 并按所選擇的電路圖把實物圖 如圖乙 用導(dǎo)線連接起來 3 若用刻度尺測得金屬絲長度為60 00cm 用螺旋測微器測得金屬絲的直徑為0 635mm 兩電表的示數(shù)分別如圖丙所示 則電阻值為 電阻率為 答案 1 a d e g h 2 b 實物連接圖如圖所示 3 2 401 27 10 6 m 要點二伏安法測電阻 例2 2010 福建理綜 如圖所示是一些準(zhǔn)備用來測量待測電阻rx阻值的實驗器材 器材及其規(guī)格列表如下 為了能正常進行測量并盡可能減少測量誤差 實驗要求測量時電表的讀數(shù)大于其量程的一半 而且調(diào)節(jié)滑動變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化 請用實線代表導(dǎo)線 在所給的實驗器材圖中選擇若干合適的器材 連成滿足要求的測量rx阻值的電路 解析由于待測電阻約為1000 滑動變阻器阻值為100 且要使電表讀數(shù)有較明顯的變化 因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法 由于加在待測電阻的最大電流約為10ma 顯然3a的電流表不能用 因此將v1當(dāng)作電流表使用 由于v1表的電壓能夠測量 故采用v1表內(nèi)接法 答案 測量rx阻值的電路如圖 1 在 探究決定導(dǎo)線電阻的因素 的實驗中 以下操作中錯誤的是 a 用米尺測量金屬絲的全長 且測量三次 算出其平均值 然后再將金屬絲接入電路中 b 用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑 算出其平均值c 用伏安法測電阻時采用電流表內(nèi)接法 多次測量后算出平均值d 實驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變 解析ac實驗中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度 而不是全長 金屬絲的電阻很小 與電壓表內(nèi)阻相差很大 使金屬絲與電壓表并聯(lián) 電壓表對它分流作用很小 應(yīng)采用電流表外接法 故a c操作錯誤 2 某同學(xué)用伏安法測一個未知電阻的阻值 他先將電壓表接在a點 讀得兩表示數(shù)分別為u1 3 0v i1 3 0ma 然后將電壓表改接在b點 讀得兩表示數(shù)分別為u2 2 9v i2 4 0ma 如圖所示 由此可知電壓表應(yīng)接到 點誤差較小 測得r值應(yīng)為 3 2011 天津理綜 某同學(xué)測量阻值約為25k 的電阻rx 現(xiàn)備有下列器材 a 電流表 量程100 a 內(nèi)阻約2k b 電流表 量程500 a 內(nèi)阻約300 c 電壓表 量程15v 內(nèi)阻約100k d 電壓表 量程50v 內(nèi)阻約500k e 直流電源 20v 允許最大電流1a f 滑動變阻器 最大值1k 額定功率1w g 電鍵和導(dǎo)線若干 電流表應(yīng)選 電壓表應(yīng)選 填字母代號 該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路 為保證實驗順利進行 并使測量誤差盡量減小 實驗前請你檢查該電路 指出電路在接線上存在的問題 4 2011 浙江理綜 在 探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系 實驗中 為了探究3根材料未知 橫截面積均為s 0 20mm2的金屬絲a b c的電阻率 采用如圖所示的實驗電路 m為金屬絲c的左端點 o為金屬絲a的右端點 p是金屬絲上可移動的接觸點 在實驗過程中 電流表讀數(shù)始終為i 1 25a 電壓表讀數(shù)u隨op間距離x的變化如下表 答案 1 如圖所示 2 見解析 5 檢測一個標(biāo)值為5 的滑動變阻器 可供使用的器材如下 a 待測滑動變阻器rx 全電阻約5 電阻絲繞制緊密 匝數(shù)清晰可數(shù) b 電流表a1 量程0 6a 內(nèi)阻約為0 6 c 電流表a2 量程3a 內(nèi)阻約為0 12 d 電壓表v1 量程15v 內(nèi)阻約為15k e 電壓表v2 量程3v 內(nèi)阻約為3k f 滑動變阻器r 全電阻約20 g 直流電源e 電動勢3v 內(nèi)阻不計h 游標(biāo)卡尺i 毫米刻度尺j 開關(guān)s 導(dǎo)線若干 1 用伏安法測定rx的全電阻值