測金屬的電阻率 詳細(xì)版課件

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法2掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法3會(huì)用伏安法測電阻，并能測定金屬的電阻率二、實(shí)驗(yàn)原理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)造圖實(shí)81如圖實(shí)81所示是常用的螺旋測微器它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上旋鈕K、微調(diào)旋鈕K和可動(dòng)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0.5 mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退0.5 mm，而可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，P前進(jìn)或后退0.01 mm，即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.

2、讀數(shù)時(shí)誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺(3)讀數(shù)：測量時(shí)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(dòng)刻度讀出測量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm)2伏安法測電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV試觸法：如圖實(shí)82所示，將電壓表分別接在a、c和b、c兩點(diǎn)間時(shí)，若電流表示數(shù)變化較大，說明電壓表分流較大，應(yīng)選用內(nèi)接法，若電壓表示數(shù)變化較大，則選用外接法圖實(shí)82三、實(shí)驗(yàn)器材 被測金屬絲，螺旋測微器，毫米刻度尺，電池組，電流表，電壓表，滑動(dòng)變阻器

3、，開關(guān)，導(dǎo)線若干四、實(shí)驗(yàn)操作1實(shí)驗(yàn)步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S.(2)按如圖實(shí)83所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)83(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值L.(4)把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.(5)拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材2數(shù)據(jù)處理測量數(shù)據(jù)填入下表中：五、注意事項(xiàng)1測量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前

4、進(jìn)行，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(jìn)行2本實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器的阻值要調(diào)至最大4電流不宜太大(電流表用00.6 A量程)，通電時(shí)間不宜太長5實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，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(dòng)變阻器連成干路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端六、誤差分析1金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一2采用伏安法測量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實(shí)值，使電阻率的測量值偏小3金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來偶然誤差4由于金屬絲通電后

5、發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差例1在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖實(shí)84所示，用米尺測出金屬絲的長度L，金屬絲的電阻大約為5 ，先用伏安法測出金屬絲的電阻R，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率圖實(shí)84(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為_mm.(2)為此取來兩節(jié)新的干電池、電鍵和若干導(dǎo)線及下列器材：A電壓表03 V，內(nèi)阻10 kB電壓表015 V，內(nèi)阻50 kC電流表00.6 A，內(nèi)阻0.05 D電流表03 A，內(nèi)阻0.01 E滑動(dòng)變阻器，010 F滑動(dòng)變阻器，0100 要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

6、_(填序號(hào))實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖實(shí)85所示，請指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤錯(cuò)誤1：_；錯(cuò)誤2：_.圖實(shí)85解析(1)從螺旋測微器的主尺上可以看出，半毫米刻度線已經(jīng)露出來，因此主尺上應(yīng)讀0.5 mm，螺旋上正對(duì)第18個(gè)刻度線，可以估讀0.180 mm，所以該金屬絲直徑應(yīng)為0.5 mm0.180 mm0.680 mm.(2)因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動(dòng)勢是3 V，用3 V量程的電壓表A；因?yàn)榻饘俳z的電阻大約為5 ，如果把3 V的電動(dòng)勢全加在金屬絲上，電流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的電流表C；此題中金屬絲的電阻大約為5 ，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選10 的滑動(dòng)變阻器E.答案(1)0.68

7、0(2)ACE錯(cuò)誤1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上錯(cuò)誤2：采用了電流表內(nèi)接法例2做測一金屬電阻絲的電阻Rx的實(shí)驗(yàn)(1)某實(shí)驗(yàn)小組要用“伏安法”測量電阻絲的電阻Rx，已知電壓表內(nèi)阻約3 k，電流表內(nèi)阻約1 ，若采用圖實(shí)86甲電路測量，則Rx的測量值比真實(shí)值_(填“偏大”或“偏小”)若Rx約為10 應(yīng)采用圖_(選“甲”或“乙”)的電路，誤差會(huì)比較小圖實(shí)86(2)若該實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)時(shí)，某次測量時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)如圖實(shí)87所示，則電流表示數(shù)為_ A，電壓表讀數(shù)為_ V.圖實(shí)87(3)該實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過討論，發(fā)現(xiàn)無論是用圖甲或圖乙測量，都不可避免產(chǎn)生由電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)測量誤差，于是該實(shí)驗(yàn)小組又設(shè)計(jì)了如圖

8、實(shí)88所示的實(shí)驗(yàn)方案，利用該方案測量的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖實(shí)87第一步：將電鍵S2接2，閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RP和RW，使電表讀數(shù)接近滿量程，但不超過量程，記錄此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)為U1、I1.請你根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理為該實(shí)驗(yàn)小組寫出接下的第二步操作，并說明需要記錄的數(shù)據(jù)：_；由以上記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算出被測電阻Rx的表達(dá)式為Rx_；簡要分析此實(shí)驗(yàn)方案為何能避免電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差：_.1在“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作中錯(cuò)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(gè)不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C用伏安

9、法測電阻時(shí)采用電流表外接法，多次測量后算出平均值D實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變解析：實(shí)驗(yàn)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(duì)它分流作用很小，應(yīng)采用電流表外接法故A操作錯(cuò)誤答案：A2分別用圖實(shí)89所示的(a)、(b)兩種電路測量同一未知電阻的阻值圖(a)中兩表的示數(shù)分別為3 V、4 mA，圖(b)中兩表的示數(shù)分別為4 V、3.9 mA，則待測電阻Rx的真實(shí)值為 ()A略小于1 kB略小于750 C略大于1 k D略大于750 圖實(shí)89答案：D3某小組的兩位同學(xué)采用“伏安法”測金屬絲的電阻的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進(jìn)

10、行正確描點(diǎn)后，甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)自己的理解各作出一條圖線，如圖實(shí)810甲、乙所示，根據(jù)你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，你認(rèn)為_同學(xué)的圖線正確，根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為_.(保留兩位有效數(shù)字)圖實(shí)810答案：甲3.8(3.73.9均可)4(2010福建高考)如圖實(shí)811所示是一些準(zhǔn)備用來測量待測電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)器材，器材及其規(guī)格列表如下：器材規(guī)格待測電阻Rx電源E電壓表V1電壓表V2電流表A滑動(dòng)變阻器R開關(guān)S、導(dǎo)線若干阻值在9001000 之間具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢約9.0 V量程2.0 V，內(nèi)阻r11000 量程5.0 V，內(nèi)阻r22500 量程，內(nèi)阻r0.10 最大阻值約100 ，額定電流0.5

11、 A圖實(shí)811為了能正常進(jìn)行測量并盡可能減小測量誤差，實(shí)驗(yàn)要求測量時(shí)電表的讀數(shù)大于其量程的一半，而且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化請用實(shí)線代替導(dǎo)線，在所給的實(shí)驗(yàn)器材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：因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢為9 V，而待測電阻約為1000 ，所以不可能使量程為3.0 A的電流表讀數(shù)超過量程的一半，故電流表舍棄不用；滑動(dòng)變阻器總阻值小于待測電阻阻值，只能采用分壓式電路接法由于電壓表內(nèi)阻已知，故可將電壓表當(dāng)做“電流表”來使用答案：連線如圖5某學(xué)習(xí)小組為測量一銅芯電線的電阻率，他們截取了一段電線，用米尺測出其長度為L，用螺旋測微器測得其直徑為D，用多用電表測

12、得其電阻值約為2 ，為提高測量的精度，該小組的人員從下列器材中挑選了一些元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，重新測量這段導(dǎo)線(用Rx表示)的電阻A電源E(電動(dòng)勢為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì))B電壓表V1(量程為03.0 V，內(nèi)阻約為2 k)C電壓表V2(量程為015.0 V，內(nèi)阻約為6 k)D電流表A1(量程為00.6 A，內(nèi)阻約為1 )E電流表A2(量程為03.0 A，內(nèi)阻約為0.1 )F滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10 ，額定電流2.0 A)G滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1 k，額定電流1.0 A)H定值電阻R0(阻值為3 )I開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)如圖實(shí)812是該實(shí)驗(yàn)小組用螺旋測微器對(duì)銅芯電線直徑的某次測量，其

13、讀數(shù)是_ mm.(2)為提高實(shí)驗(yàn)的精確度，請你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，并畫在下面的方框中圖實(shí)812(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選_，電流表選_，滑動(dòng)變阻器選_(只填代號(hào))(4)某次測量時(shí)，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該銅芯電線材料的電阻率的表達(dá)式為：_.解析：(1)螺旋測微器讀數(shù)時(shí)要注意固定刻度上0.5刻度是否已露出，對(duì)可動(dòng)尺讀數(shù)時(shí)要注意估讀到小數(shù)點(diǎn)后第三位，單位為mm，讀數(shù)為0.700 mm.(2)比較電壓表內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻和待測電阻的大小關(guān)系，可得測量電路必須用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法和限流式接法均可(如圖所示)6在“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了如下測量：(1)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度測量3次，求出其平均值l.其中一次測量結(jié)果如圖實(shí)813甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊，圖中讀數(shù)為_cm.用螺旋測微器測量