【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第10章 實(shí)驗(yàn)十二測(cè)定金屬的電阻率課件 大綱

實(shí)驗(yàn)十二測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)十二測(cè)定金屬的電阻率知識(shí)要點(diǎn)歸納過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析知能優(yōu)化演練知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法．2．掌握螺旋測(cè)微器的使用和讀數(shù)方法．3．會(huì)用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)定金屬的電阻率．實(shí)驗(yàn)原理1．螺旋測(cè)微器(1)構(gòu)造：如圖10－4－1所示是常用的螺旋測(cè)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(cè)微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上．圖10－4－1(2)原理：測(cè)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(jìn)或后退0.5mm，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0.01mm.即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺．(3)讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)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(cè)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(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)如圖10－4－2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米而從可動(dòng)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.圖10－4－2名師點(diǎn)撥：使用螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)，以毫米為單位，有三位小數(shù)③實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)試試探探法法：：按按圖圖10－4－3接好好電電路路，，讓讓電電壓壓表表一一根根接接線線柱柱P先后后與與a、b處接接觸觸一一下下，，如如果果電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)有有較較大大的的變變化化，，而而電電流流表表的的示示數(shù)數(shù)變變化化不不大大，，則則可可采采用用電電流流表表外外接接法法；；如如果果電電流流表表的的示示數(shù)數(shù)有有較較大大的的變變化化，，而而電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)變變化化不不大大，，則則可可采采用用電電流流表表內(nèi)內(nèi)接接法法．．圖10－4－3圖10－4－4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)器器材材被測(cè)測(cè)金金屬屬絲絲、、螺螺旋旋測(cè)測(cè)微微器器、、毫毫米米刻刻度度尺尺、、電電池池組組、、電電流流表表、、電電壓壓表表、、滑滑動(dòng)動(dòng)變變阻阻器器、、開開關(guān)關(guān)、、導(dǎo)導(dǎo)線線若若干干．．過程分析導(dǎo)引一、、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟1．用用螺螺旋旋測(cè)測(cè)微微器器在在被被測(cè)測(cè)金金屬屬絲絲的的三三個(gè)個(gè)不不同同位位置置各各測(cè)測(cè)一一次次直直徑徑，，求求出出其其平平均均值值．．2．按按圖圖10－4－5所示示的的原原理理電電路路圖圖連連接接好好用用伏伏安安法法測(cè)測(cè)電電阻阻的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)電電路路．．3．用用毫毫米米刻刻度度尺尺測(cè)測(cè)量量接接入入電電路路中中的的被被測(cè)測(cè)金金屬屬導(dǎo)導(dǎo)線線的的有有效效長(zhǎng)長(zhǎng)度度，，反反復(fù)復(fù)測(cè)測(cè)量量3次，，求求出出其其平平均均值值l.4．把把滑滑動(dòng)動(dòng)變變阻阻器器的的滑滑片片調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)到到使使接接入入電電路路中中的的電電阻阻值值最最大大的的位位置置，，電電路路經(jīng)經(jīng)檢檢查查確確認(rèn)認(rèn)無無誤誤后后，，閉閉合合電電鍵鍵S，改改變變滑滑動(dòng)動(dòng)變變阻阻器器滑滑片片的的位位置置，，讀讀出出幾幾組組相相應(yīng)應(yīng)的的電電流流表表、、電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)I和U的值值，，填填入入記記錄錄表表格格內(nèi)內(nèi)，，斷斷開開電電鍵鍵S，求求出出導(dǎo)導(dǎo)線線電電阻阻Rx的平平均均值值．．5．整整理理儀儀器器．．圖10－4－5四、、注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)1．為為了了方方便便，，測(cè)測(cè)量量直直徑徑應(yīng)應(yīng)在在導(dǎo)導(dǎo)線線連連入入電電路路前前進(jìn)進(jìn)行行，，為為了了準(zhǔn)準(zhǔn)確確測(cè)測(cè)量量金金屬屬絲絲的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度，，應(yīng)應(yīng)該該在在連連入入電電路路之之后后在在拉拉直直的的情情況況下下進(jìn)進(jìn)行行．．2．本本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中被被測(cè)測(cè)金金屬屬絲絲的的電電阻阻值值較較小小，，故故須須采采用用電電流流表表外外接接法法．．3．電電鍵鍵S閉合合前前，，滑滑動(dòng)動(dòng)變變阻阻器器的的阻阻值值要要調(diào)調(diào)至至最最大大．．4．電電流流不不宜宜太太大大(電流流表表用用0～0.6A量程程)，通通電電時(shí)時(shí)間間不不宜宜太太長(zhǎng)長(zhǎng)，，以以免免金金屬屬絲絲溫溫度度升升高高，，導(dǎo)導(dǎo)致致電電阻阻率率在在實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)過過程程中中變變大大．．五、、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)創(chuàng)創(chuàng)新新在本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，由由于電表表內(nèi)電阻阻的影響響，從而而使金屬屬導(dǎo)線電電阻測(cè)量量值偏小小，可以以改進(jìn)實(shí)實(shí)驗(yàn)電路路，消除除由于電電表內(nèi)阻阻的影響響而帶來來的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)誤差．．1．等效替替換法連接電路路如圖10－4－6所示，R為電阻箱箱，Rx為待測(cè)電電阻，通通過調(diào)節(jié)節(jié)電阻箱箱R，使單刀刀雙擲開開關(guān)S分別接1和2時(shí)，若電電流表中中的電流流示數(shù)相相同，就就表明Rx＝R，即可測(cè)測(cè)出Rx.圖10－4－6圖10－4－7實(shí)驗(yàn)典例精析游標(biāo)卡尺、千分尺的讀數(shù)題型一(2009年高考海海南卷)某同學(xué)用用游標(biāo)卡卡尺和螺螺旋測(cè)微微器分別別測(cè)量一一薄的金金屬圓片片的直徑徑和厚度度，讀出出圖10－4－8中的示數(shù)數(shù)，該金金屬圓片片的直徑徑的測(cè)量量值為________cm，厚度的的測(cè)量值值為________mm.例1圖10－4－8【解析】游標(biāo)卡尺尺是20分度的，，可精確確到0.05mm，其主尺尺讀數(shù)為為1.2cm，游標(biāo)尺尺讀數(shù)為為8×0.005cm＝0.040cm.所以金屬屬圓片直直徑為1.240cm.螺旋測(cè)微微器固定定刻度讀讀數(shù)為1.5mm，可動(dòng)刻刻度讀數(shù)數(shù)為0.183mm，厚度測(cè)測(cè)量值為為1.683mm.【答案【方法技巧巧】千分尺必必須估讀讀，在高高中階段段不要求求游標(biāo)對(duì)對(duì)卡尺估估讀．(2009年高考廣廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小小組利用用實(shí)驗(yàn)室室提供的的器材探探究一種種金屬絲絲的電阻阻率．所所用的器器材包括括：輸出出為3V的直流穩(wěn)穩(wěn)壓電源源、電流流表、待待測(cè)金屬屬絲、螺螺旋測(cè)微微器(千分尺)、米尺、、電阻箱箱、開關(guān)關(guān)和導(dǎo)線線等．(1)他們截取取了一段段金屬絲絲，拉直直后固定定在絕緣緣的米尺尺上，并并在金屬屬絲上夾夾一個(gè)小小金屬夾夾，金屬屬夾可在在金屬絲絲上移動(dòng)動(dòng)．請(qǐng)根根據(jù)現(xiàn)有有器材，，設(shè)計(jì)實(shí)實(shí)驗(yàn)電路路，并連連接電路路實(shí)物圖圖10－4－9甲．題型二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理例2圖10－4－9(2)實(shí)驗(yàn)的主主要步驟驟如下：：①正確連連接電路路，設(shè)定定電阻箱箱的阻值值，開啟啟電源，，合上開開關(guān)；②讀出電電流表的的示數(shù)，，記錄金金屬夾的的位置；；③斷開開開關(guān)，________，合上開開關(guān)，重重復(fù)②的的操作．．(3)該小組測(cè)測(cè)得電流流與金屬屬絲接入入長(zhǎng)度關(guān)關(guān)系的數(shù)數(shù)據(jù)，并并據(jù)此繪繪出了圖圖乙所示示的關(guān)系系圖線，，其斜率率為________A－1·m－1(保留三位位有效數(shù)數(shù)字)；圖線縱縱軸截距距與電源源電動(dòng)勢(shì)勢(shì)的乘積積代表了了____________________的電阻之之和．(4)他們使用用螺旋測(cè)測(cè)微器測(cè)測(cè)量金屬屬絲的直直徑，示示數(shù)如圖圖10－4－10所示．金金屬絲的的直徑是是________．圖乙中中圖線的的斜率、、電源電電動(dòng)勢(shì)和和金屬絲絲橫截面面積的乘乘積代表表的物理理量是__________，其數(shù)值值和單位位為________(保留三位位有效數(shù)數(shù)字)．圖10－4－10【答案】(1)如圖10－4－11所示圖10－4－11(2)改變金屬屬絲上金金屬夾的的位置(3)10.5～10.6金屬絲接接入長(zhǎng)度度為零時(shí)時(shí)全電路路(或電阻箱箱和電流流表)(4)0.198～0.202mm金屬絲電電阻率9.69×10－7Ω·m～1.02×10－6Ω·m有一細(xì)而而均勻的的導(dǎo)電材材料，截截面為同同心圓環(huán)環(huán)，如圖圖10－4－12甲所示，，此材料料長(zhǎng)約3cm，電阻約約100ΩΩ，已知該該材料的的電阻率率為ρ，欲測(cè)量量該樣品品的內(nèi)徑徑，但內(nèi)內(nèi)徑太小小無法直直接測(cè)量量，現(xiàn)提提供以下下實(shí)驗(yàn)器器材題型三實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新例3A．20等分刻度度的游標(biāo)標(biāo)卡尺B．螺旋測(cè)測(cè)微器C．電流表表A1(量程0～50mA，內(nèi)阻r1為100ΩΩ)D．電流表表A2(量程0～100mA，內(nèi)阻r2約為40ΩΩ)E．滑動(dòng)變變阻器R1(0～10ΩΩ，額定電電流2A)F．直流電電源E(12V，內(nèi)阻很很小)G．上述導(dǎo)導(dǎo)電材料料R2(長(zhǎng)約為3cm，電阻約約為100ΩΩ)H．開關(guān)一一只，導(dǎo)導(dǎo)線若干干請(qǐng)用上述述器材設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)盡可能能精確地地測(cè)量該該樣品內(nèi)內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方方案，回回答下列列問題：：(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)測(cè)得該樣品的的長(zhǎng)度如圖乙乙所示，其示示數(shù)L＝________cm，用螺旋測(cè)微微器測(cè)得該樣樣品的外徑如如圖丙所示，，其示數(shù)D＝______mm.圖10－4－12(2)在所給的方框框中畫出設(shè)計(jì)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路路圖，并標(biāo)明明所選擇器材材的字母代號(hào)號(hào)．(3)用已知的物理理量和所測(cè)得得的物理量的的符號(hào)表示樣樣品的內(nèi)徑d＝________.【解析】(1)由游標(biāo)卡尺主主尺上讀得30mm，游標(biāo)尺上第第3條刻度線與主主尺刻度線對(duì)對(duì)齊，游標(biāo)尺尺上讀得3×0.05mm＝0.15mm，該樣品的長(zhǎng)長(zhǎng)度L＝3