測定金屬的電阻率課件

測定金屬的電阻率課件第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月1．知道實驗的目的和原理．2．知道螺旋測微器的使用方法與工作原理．3．掌握伏安法測電阻的方法．4．知道實驗數(shù)據(jù)處理方法、誤差分析及注意事項．第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實驗?zāi)康?．掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法．2．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．3．會用伏安法測電阻，并能測定金屬的電阻率．二、實驗原理1．螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)螺旋測微器的構(gòu)造如圖所示是常用的螺旋測微器．它的測砧A和

S固定在尺架F上．旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和

H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上．固定刻度可動刻度第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(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

，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退

，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進(jìn)或后退

，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．0.5mm0.5mm0.01mm第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(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

讀出．測量值(mm)＝

(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋

(估讀一位)×0.01(mm)如圖所示，固定刻度示數(shù)為

，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為

，最后的讀數(shù)為：

＋

＝

.可動刻度固定刻度數(shù)可動刻度數(shù)2.0mm15.02.0mm15.0×0.01mm2.150mm第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2．游標(biāo)卡尺(如圖)第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)構(gòu)造：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)尺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.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm

mm

mm2019mm

mm

mm5049mm

mm

mm0.10.050.020.10.050.02第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(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)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3．伏安法測電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月Rx＋RA

第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)接法外接法適用條件RA

RxRV

Rx適用于測量大阻值電阻小阻值電阻??第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月外接法

內(nèi)接法

第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月③實驗試探法：按圖接好電路，讓電壓表一根接線柱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

；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．外接法內(nèi)接法第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、實驗器材

，

，直流電流表和直流電壓表，滑動變阻器(阻值范圍0～50Ω)、電池組、開關(guān)、被測金屬絲、導(dǎo)線若干．毫米刻度尺螺旋測微器第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)長度測量：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)U、I測量：把滑動變阻器的滑動片調(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，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S，求出導(dǎo)線電阻Rx的平均值．(5)拆除電路，整理好實驗器材．第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率，所用器材包括：輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等．(1)他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動．請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計實驗電路，并連接電路實物圖(如圖甲)．第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)實驗的主要步驟如下：①正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；②讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；③斷開開關(guān)，__________，合上開關(guān)，重復(fù)②的操作．第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了圖乙的關(guān)系圖線，其斜率為________A－1·m－1(保留三位有效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了________的電阻之和．(4)他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖丙所示．金屬絲的直徑是______．圖乙中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是________，其數(shù)值和單位為______(保留三位有效數(shù)字)．第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月【規(guī)范解答】(1)實物圖連接如圖．第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2．注意事項(1)本實驗中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實驗電路一般采用電流表外接法．(2)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、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端．第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的待測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直．應(yīng)反復(fù)測量三次，求其平均值．(4)測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進(jìn)行測量，求其平均值．第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)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．(6)在用伏安法測電阻時，通過待測導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I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(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大．(7)求R的平均值可用兩種方法：第一種是用R＝U/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用圖象(U－I圖線)來求出．若采用圖象法，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能的讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠(yuǎn)的點可以不予考慮．第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月在“測定金屬導(dǎo)體的電阻率”的實驗中，待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx約為5Ω，實驗室備有下列實驗器材A．電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ)B．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ)C．電流表A1(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)D．電流表A2(量程0～600mA，內(nèi)阻約為11Ω)第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月E．滑動變阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．滑動變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．電池E(電動勢為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω)H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)為減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有(填代號)______．第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖中______(填“a”或“b”)為該實驗的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把圖中的實物圖用導(dǎo)線連接起來．第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(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(dǎo)線的直徑及兩電表的示數(shù)如圖所示，則導(dǎo)線的直徑為______mm，電阻值為______Ω.第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月【思維點撥】解答本題要注意：(1)理清本實驗的實驗原理，正確選擇電路圖．(2)弄清實驗中出現(xiàn)誤差的原因．第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月【題后總結(jié)】實物連接的方法：(1)根據(jù)實驗電路圖，分析各元件連接方式；(2)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按順序以單線連接方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來，然后再將要并聯(lián)的元件并聯(lián)到電路中；(3)電壓表應(yīng)并聯(lián)，電流表應(yīng)串聯(lián)，且電流應(yīng)由正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出；第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)滑動變阻器滑片的位置應(yīng)保證電路中用電器安全為原則，即保證加在用電器兩端電壓應(yīng)盡量小；(5)連線不能相交，所有連線必須連接到接線柱上．第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月在“測定金屬的電阻率”的實驗中，需要用毫米刻度尺測出被測金屬絲的長度l.用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，用電流表和電壓表測出金屬絲的電阻Rx.(1)請寫出測金屬絲電阻率的表達(dá)式：ρ＝______(用上述測量量的字母表示)．第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)若實驗中測量金屬絲的長度和直徑時，毫米刻度尺和螺旋測微器的示數(shù)分別如圖(甲)、(乙)所示，則金屬絲長度的測量值為l＝______cm，金屬絲直徑的測量值為d＝______mm.第42頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)如圖，要用伏安法測量Rx的電阻，已知電壓表內(nèi)阻約幾千歐，電流表內(nèi)阻約1Ω，若用圖(丙)電路，Rx的測量值比真實值______(填“偏大”或“偏小”)，若Rx的阻值約為10Ω，應(yīng)采用______(選“(丙)”或“(丁)”)圖的電路，誤差會比較小．第43頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月在探究導(dǎo)體與其影響因素的定量關(guān)系的實驗中，有如下的器材：a、b、c、d四條不同的金屬導(dǎo)體．在長度、橫截面積、材料三個因素方面，b、c、d跟a相比分別只有一個因素不同，b與a長度不同；c與a橫截面積不同，d與a材料不同，還有量程合適的電壓表四只、電流表四只．為了測出電阻之間的關(guān)系，有三位同學(xué)分別用三種不同的方法進(jìn)行了實驗，甲同學(xué)用如圖甲所示電路進(jìn)行實驗，由于四段導(dǎo)體是串聯(lián)的，每段導(dǎo)體的電壓與它們的電阻成正比，因此用電壓表分別測量a、b、c、d兩端的電壓，就得到電阻之比．第44頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月乙同學(xué)用