高考物理 核心要點突破系列 第14章第九節(jié)《實驗：測定金屬的電阻率》課件 新人教版選修31.ppt

第九節(jié)實驗 測定金屬的電阻率 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 第九節(jié) 課前自主學案 目標概覽 目標概覽 學習目標 1 鞏固用伏安法測電阻的電路 原理及實驗操作 2 學會螺旋測微器的使用 重點難點 1 根據(jù)實際情況正確設(shè)計實驗電路 2 螺旋測微器的讀數(shù) 課前自主學案 一 實驗?zāi)康? 學會使用螺旋測微器 并會讀螺旋測微器的讀數(shù) 2 進一步理解伏安法測電阻的原理及如何減小誤差 3 間接測定金屬的電阻率 圖14 9 1 由于金屬絲電阻一般較小 相對于電壓表內(nèi)阻來說 故實驗時應(yīng)采用電流表外接法 至于滑動變阻器是采用限流式還是分壓式 可根據(jù)實驗所提供的器材及要求 按照前面提到的方法靈活選取 若無特別要求 一般可用限流式 三 實驗器材待測金屬絲 電壓表 電流表 滑動變阻器 干電池 2節(jié) 開關(guān) 導線若干 毫米刻度尺 螺旋測微器 四 實驗步驟1 用螺旋測微器在金屬絲上的三個不同位置上各測直徑一次 求出直徑d的平均值 2 用米尺測量連入電路的金屬絲的長度三次 求出平均值 3 依照實驗線路圖用導線把器材連好 并把滑動變阻器的滑鍵置于正確的位置 4 合上開關(guān) 5 調(diào)節(jié)變阻器 記錄幾組合適的i u值 6 斷開開關(guān) 拆除導線 整理好器材 七 注意事項1 測量被測金屬導線的有效長度 是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度 即電壓表兩并入點間的待測導線長度 測量時應(yīng)將導線拉直 2 閉合開關(guān)s之前 一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置 3 在用伏安法測電阻時 通過待測導線的電流i的值不宜過大 電流表用0 0 6a量程 通電時間不宜過長 以免金屬導線的溫度過高 造成其電阻率在實驗過程中增大 4 求r的平均值可用兩種方法 第一種是先算出各次的測量值 再取平均值 第二種是用圖象u i 圖線 的斜率求出 若采用圖象法 在描點時 要盡量使點間的距離拉大一些 連線時要讓各點均勻分布在直線兩側(cè) 個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮 核心要點突破 一 在本實驗中 為什么要采用電流表外接 在本實驗中由于所測金屬導線的電阻較小 屬于rv rx rx ra的情況 故應(yīng)采用電流表外接法 二 在本實驗中 滑動變阻器為什么要采用限流式接法 由于所測金屬導線的電阻一般遠小于滑動變阻器的電阻 故在本實驗中 滑動變阻器一般應(yīng)采用限流式接法 三 螺旋測微器如何讀數(shù) 1 構(gòu)造原理螺旋測微器是測量長度的儀器之一 在實驗中常用它測量小球的直徑 金屬絲的直徑和薄板的厚度等 用它測量長度 可以精確到0 01mm 還可以估讀到0 001mm 即毫米的千分位 因此螺旋測微器又稱為千分尺 圖14 9 2所示是常用的螺旋測微器 它的小砧a和固定刻度b固定在框架c上 旋鈕d 微調(diào)旋鈕d 和可動刻度e 測微螺桿f連在一起 通過精密螺紋套在b上 精密螺紋的螺距是0 5mm 即每旋轉(zhuǎn)一周 f前進或后退0 5mm 可動刻度分成50等份 每一等份表示0 01mm 即可動刻度每轉(zhuǎn)過1等份 f前進或后退0 01mm 因此 從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少個等份就知道長度變化了多少個0 01mm 圖14 9 2 2 使用方法 1 找出零誤差 測物前將兩小砧并攏 如果可動刻度的零刻線正好在固定的零刻線上 零誤差為零 如果可動刻度的零刻線在固定零刻線之上n小格 應(yīng)在讀數(shù)中加上0 01 n mm 反之則減去0 01 n mm 2 將待測物體放在兩小砧之間 旋動旋鈕直至可動小砧快靠近被測物體時 改用微調(diào)調(diào)至可動小砧緊靠物體 聽到 咔 咔 聲后 止動 即可讀數(shù) 3 待測物體長度的整的毫米數(shù)從固定刻度上讀出 小數(shù)部分由可動刻度讀出 特別提醒 固定部分刻度上有0 5mm的刻線 若其已顯示出來 應(yīng)在固定刻度讀數(shù)上加上0 5mm 同時要注意用螺旋測微器要在0 01mm之下再估讀一位 即毫米以下的讀數(shù)應(yīng)是三位有效數(shù)字 如在測量中發(fā)現(xiàn)可動刻度中某刻線正好與固定刻度的水平線對齊 則最后一位讀數(shù)要補上一個零 如某同學讀出的讀數(shù)為 6 32mm 肯定有效數(shù)字是錯的 正確的應(yīng)讀成6 320mm 課堂互動講練 圖14 9 3用螺旋測微器測量某金屬絲直徑的結(jié)果如圖14 9 3所示 該金屬絲的直徑是 mm 解析 d 1mm 0 5mm 20 6 0 01mm 1 706mm 答案 1 706 1 704 1 708均可 點評 螺旋測微器的讀數(shù) 固定尺上的讀數(shù) 可動尺上的讀數(shù) 精確度 在讀數(shù)時一定要注意固定尺上的讀數(shù)問題 注意是否露出了0 5mm刻度線 若露出應(yīng)加上0 5mm 反之 則不能加上0 5mm 可動刻度讀數(shù)一定要估讀一位 為了測定一根長200 0cm 直徑為0 220cm的電阻絲的電阻 進而測出該電阻絲材料的電阻率 提供的器材如下 電阻率大約為1 0 10 4 m a 電動勢為6v的直流電源 b 0 2a的電流表 c 0 150ma的電流表 d 0 15v的電壓表 e 0 5v的電壓表 f 0 10 的滑動變阻器 g 開關(guān)1個 導線若干 根據(jù)需要選出所需儀器 答案 acefg 點評 根據(jù)儀器選取的一般規(guī)律 首先將必須選取且具有唯一性的儀器選好 再估算最大電流 壓 選取量程合適的電流表和電壓表 滑動變阻器的連接方式應(yīng)參照其實驗設(shè)備 儀器特點和要求決定 在 測定金屬導體的電阻率 的實驗中 待測金屬導線的電阻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 變阻器r1 0 100 0 8a f 變阻器r2 0 2000 0 3a g 電池e 電動勢為3v 內(nèi)阻約為0 3 h 開關(guān)s 導線若干 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14 9 4中 填 甲 或 乙 為該實驗的電路原理圖 并按照選擇的電路原理圖把實物圖用導線連接起來 圖14 9 4 3 若用刻度尺測得金屬絲長度為60 00cm 用螺旋測微器測得導線的直徑為0 635mm 兩電表的示數(shù)分別如圖14 9 5所示 則電阻值為 電阻率為 圖14 9