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文檔簡介
1、恒定電流第第 八八 章章實驗八測定金屬的電阻率實驗八測定金屬的電阻率考綱要求考綱要求考情分析考情分析命題趨勢命題趨勢測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率2014江蘇卷,江蘇卷,102014山東卷,山東卷,22高考對本實驗的考查主要側(cè)重于以下高考對本實驗的考查主要側(cè)重于以下三個方面:三個方面:1.實驗原理的理解實驗原理的理解(間接測間接測量量);2.實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析;實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析;3.伏安法測電阻電路連接形式伏安法測電阻電路連接形式(電流表電流表內(nèi)接、外接內(nèi)接、外接)的確定的確定知識梳理知識梳理夯實根夯實根底底中心考點中心考點分層突破分層突破對應(yīng)演練對應(yīng)演練遷移運用遷移運用欄目導(dǎo)
2、航一、實驗流程一、實驗流程知識梳理知識梳理 夯實根底夯實根底二、本卷須知二、本卷須知1游標(biāo)卡尺的讀數(shù):假設(shè)用游標(biāo)卡尺的讀數(shù):假設(shè)用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù),表示由主尺上讀出的整毫米數(shù),k表示從游標(biāo)尺表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)格數(shù),那么記錄結(jié)果表達為上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)格數(shù),那么記錄結(jié)果表達為(xk準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度)mm.2螺旋測微器的讀數(shù)方法:固定刻度數(shù)螺旋測微器的讀數(shù)方法:固定刻度數(shù)mm可動刻度數(shù)可動刻度數(shù)(估讀一位估讀一位)0.01 mm.3先測直徑,再連電路:為了方便,丈量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前丈先測直徑,再連電路:為了方便,丈量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電
3、路之前丈量量4電流表外接法:本實驗中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法電流表外接法:本實驗中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法5電流控制:電流不宜過大,通電時間不宜過長,以免金屬絲溫度過高,導(dǎo)電流控制:電流不宜過大,通電時間不宜過長,以免金屬絲溫度過高,導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大致電阻率在實驗過程中變大三、誤差分析三、誤差分析考點考點1儀器的運用和讀數(shù)儀器的運用和讀數(shù)1螺旋測微器螺旋測微器(1)構(gòu)造:如圖甲所示,構(gòu)造:如圖甲所示,S為固定刻度,為固定刻度,H為可動刻度為可動刻度(2)原理:可動刻度原理:可動刻度H上的刻度為上的刻度為50等份,旋鈕等份,旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周,螺桿每旋轉(zhuǎn)一
4、周,螺桿P前進或后前進或后退退0.5 mm,那么螺旋測微器的準(zhǔn)確度為,那么螺旋測微器的準(zhǔn)確度為0.01 mm.中心考點中心考點 分層突破分層突破(3)讀數(shù)讀數(shù)丈量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出,缺乏半毫米部分由可動刻丈量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出,缺乏半毫米部分由可動刻度讀出度讀出丈量值丈量值(mm)固定刻度數(shù)固定刻度數(shù)(mm)(留意半毫米刻度線能否顯露留意半毫米刻度線能否顯露)可動刻度數(shù)可動刻度數(shù)(估讀一位估讀一位)0.01(mm)如圖乙所示,固定刻度示數(shù)為如圖乙所示,固定刻度示數(shù)為2.0 mm,缺乏半毫米,從可動刻度上讀的示數(shù),缺乏半毫米,從可動刻度上讀的示數(shù)為為15.
5、0,最后的讀數(shù)為,最后的讀數(shù)為2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.2游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造構(gòu)造(如下圖如下圖):主尺、游標(biāo)尺:主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外丈量爪主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外丈量爪)、游標(biāo)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺,尺身上還有一個緊固螺釘尺上還有一個深度尺,尺身上還有一個緊固螺釘(2)用途:丈量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑用途:丈量厚度、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論游標(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不論游標(biāo)尺上有多少
6、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的小等分刻度少1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、個的、20個的、個的、50個的,見下表:個的,見下表:(4)讀數(shù):假設(shè)用讀數(shù):假設(shè)用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù),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),那么記錄結(jié)果表達為上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù),那么記錄結(jié)果表達為(xk準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度) mm.刻度格數(shù)刻度格數(shù)(分度分度)刻度總長度刻度總長度每小格與每小格與1 mm的差值的差值精確度精確度(可準(zhǔn)確到可準(zhǔn)確到)1
7、09 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm3常用電表的讀數(shù)常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度時電表允許經(jīng)過的最大電壓或電流值;然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定準(zhǔn)確度,按照時電表允許經(jīng)過的最大電壓或電流值;然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定準(zhǔn)確度,按照指針的實踐位置進展讀數(shù)即可指針的實踐位置進展讀數(shù)即可(1)03 V的電壓表和的電壓表和03 A的電流表讀數(shù)方法一樣,此量程下的準(zhǔn)確度分別是的電流表讀數(shù)方法一樣,此量程下的準(zhǔn)
8、確度分別是0.1 V或或0.1 A,看清楚指針的實踐位置,讀到小數(shù)點后面兩位,看清楚指針的實踐位置,讀到小數(shù)點后面兩位(2)對于對于015 V量程的電壓表,準(zhǔn)確度是量程的電壓表,準(zhǔn)確度是0.5 V,在讀數(shù)時只需求讀到小數(shù)點后,在讀數(shù)時只需求讀到小數(shù)點后面一位,即讀到面一位,即讀到0.1 V.(3)對于對于00.6 A量程的電流表,準(zhǔn)確度是量程的電流表,準(zhǔn)確度是0.02 A,在讀數(shù)時只需求讀到小數(shù)點,在讀數(shù)時只需求讀到小數(shù)點后面兩位,這時要求后面兩位,這時要求“半格估讀,即讀到最小刻度的一半半格估讀,即讀到最小刻度的一半0.01 A例例1(1)如圖甲所示的三把游標(biāo)卡尺,它們的游標(biāo)尺從上至下分別為
9、如圖甲所示的三把游標(biāo)卡尺,它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9 mm長長10等分、等分、19 mm長長20等分、等分、49 mm長長50等分,它們的讀數(shù)依次為等分,它們的讀數(shù)依次為_mm、_mm、_mm.(2)運用螺旋測微器丈量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示,那么金屬絲的直徑運用螺旋測微器丈量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示,那么金屬絲的直徑是是_mm.17.7 23.50 3.18 2.150 (3)如圖丙所示的電表運用如圖丙所示的電表運用0.6 A量程時,對應(yīng)刻度盤上每一小格代表量程時,對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A,圖中表針示數(shù)為,圖中表針示數(shù)為_A;當(dāng)運用;當(dāng)運用3 A量程時,對應(yīng)刻度盤量程時,對應(yīng)刻
10、度盤中每一小格代表中每一小格代表_A,圖中表針示數(shù)為,圖中表針示數(shù)為_A0.02 0.44 0.1 2.20 如圖丁所示的電表運用較小量程時,每小格表示如圖丁所示的電表運用較小量程時,每小格表示_V,圖中,圖中表針的示數(shù)為表針的示數(shù)為_V.假設(shè)運用的是較大量程,那么這時表盤刻度每假設(shè)運用的是較大量程,那么這時表盤刻度每小格表示小格表示_V,圖中表針示數(shù)為,圖中表針示數(shù)為_V.0.1 1.70 0.5 8.5 (4)旋鈕式電阻箱如圖戊所示,電流從接線柱旋鈕式電阻箱如圖戊所示,電流從接線柱A流入,從流入,從B流出,那么接入電路流出,那么接入電路的電阻為的電阻為_,今欲將接入電路的電阻改為,今欲將接
11、入電路的電阻改為2 087 ,最簡單的操作方法,最簡單的操作方法是是_.假設(shè)用兩個這樣的電假設(shè)用兩個這樣的電阻箱,可得到的電阻值范圍為阻箱,可得到的電阻值范圍為_.1 987 將將“1 k旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到2,再將,再將“100旋鈕調(diào)到零旋鈕調(diào)到零 019 998 解析解析(1)最上面圖讀數(shù):整毫米是最上面圖讀數(shù):整毫米是17,缺乏,缺乏1毫米數(shù)是毫米數(shù)是70.1 mm0.7 mm,最,最后結(jié)果是后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7 mm.中間圖讀數(shù):整毫米是中間圖讀數(shù):整毫米是23,缺乏,缺乏1毫米數(shù)是毫米數(shù)是100.05 mm0.50 mm,最后結(jié)果,最后結(jié)果是是23 mm0.50 mm2
12、3.50 mm.最下面圖讀數(shù):整毫米是最下面圖讀數(shù):整毫米是3,缺乏,缺乏1毫米數(shù)是毫米數(shù)是90.02 mm0.18 mm,最后結(jié)果,最后結(jié)果是是3 mm0.18 mm3.18 mm.(2)固定刻度示數(shù)為固定刻度示數(shù)為2.0 mm,缺乏半毫米的從可動刻度上讀,其示數(shù)為,缺乏半毫米的從可動刻度上讀,其示數(shù)為15.0,最,最后的讀數(shù):后的讀數(shù):2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.(3)運用運用0.6 A量程時,刻度盤上的每一小格為量程時,刻度盤上的每一小格為0.02 A,表針示數(shù)為,表針示數(shù)為0.44 A;當(dāng);當(dāng)運用運用3 A量程時,每一小格為量程時,每一小格為0.1 A,表針示數(shù)
13、為,表針示數(shù)為2.20 A電壓表運用電壓表運用3 V量程時,每小格表示量程時,每小格表示0.1 V,表針示數(shù)為,表針示數(shù)為1.70 V;運用;運用15 V量程量程時,每小格表示時,每小格表示0.5 V,表針示數(shù)為,表針示數(shù)為8.5 V.(4)電阻為電阻為1 987 ,最簡單的操作方法是將,最簡單的操作方法是將“1 k旋鈕調(diào)到旋鈕調(diào)到2,再將,再將“100旋旋鈕調(diào)到零每個電阻箱的最大阻值是鈕調(diào)到零每個電阻箱的最大阻值是9 999 ,用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可到達的最,用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可到達的最大電阻是大電阻是29 999 19 998 .故用兩個這樣的電阻箱,可得到的電阻值范圍為故用兩個這樣
14、的電阻箱,可得到的電阻值范圍為019 998 .考點考點2儀器的選擇和實物電路的銜接儀器的選擇和實物電路的銜接例例2實驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為實驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100 m的銅導(dǎo)線,某同窗想經(jīng)過實驗測定其的銅導(dǎo)線,某同窗想經(jīng)過實驗測定其實踐長度該同窗首先測得導(dǎo)線橫截面積為實踐長度該同窗首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2,查得銅的電阻率為,查得銅的電阻率為1.7108 m,再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻,再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx,從而確定導(dǎo)線的實踐長度,從而確定導(dǎo)線的實踐長度可供運用的器材有可供運用的器材有電流表:量程電流表:量程0.6 A,內(nèi)阻約,內(nèi)阻約0.2 ;電壓
15、表:量程電壓表:量程3 V,內(nèi)阻約,內(nèi)阻約9 k;滑動變阻器滑動變阻器R1:最大阻值為:最大阻值為5 ;滑動變阻器滑動變阻器R2:最大阻值為:最大阻值為20 ;定值電阻:定值電阻:R03 ;電源:電動勢;電源:電動勢6 V,內(nèi)阻可不計;開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干,內(nèi)阻可不計;開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干回答以下問題回答以下問題(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)選實驗中滑動變阻器應(yīng)選_(選填選填“R1或或“R2),閉合開關(guān),閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至前應(yīng)將滑片移至_端端(選填選填“a或或“b)(2)在實物圖丙中,已正確銜接了部分導(dǎo)在實物圖丙中,已正確銜接了部分導(dǎo)線,請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的銜接線,請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的
16、銜接丙丙 R2 a (3)調(diào)理滑動變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為調(diào)理滑動變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,讀時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為數(shù)為_V.(4)導(dǎo)線實踐長度為導(dǎo)線實踐長度為_m.(保管兩位有效數(shù)字保管兩位有效數(shù)字)2.30(2.29、2.31均正確均正確) 94(93、95均正確均正確) 考點考點3電阻的丈量電阻的丈量方法一伏安法測電阻方法一伏安法測電阻例例3某同窗用伏安法丈量導(dǎo)體的電阻,現(xiàn)有量程為某同窗用伏安法丈量導(dǎo)體的電阻,現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為、內(nèi)阻約為3 k的電壓的電壓表和量程為表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為、內(nèi)阻約為0.1 的電流表采用分壓電路接
17、線,圖甲是實物的部的電流表采用分壓電路接線,圖甲是實物的部分連線圖,待測電阻為圖甲中的分連線圖,待測電阻為圖甲中的R1,其阻值約為,其阻值約為5 .(1)測測R1阻值的最優(yōu)銜接方式為導(dǎo)線銜阻值的最優(yōu)銜接方式為導(dǎo)線銜接接_(選填選填“a或或“b)、導(dǎo)線銜接、導(dǎo)線銜接_.(選填選填“c或或“d)a d 4.44.7 B 方法二等效交換法測電阻方法二等效交換法測電阻銜接電路如下圖,銜接電路如下圖,R為電阻箱,為電阻箱,Rx為待測電阻,經(jīng)過調(diào)理電阻箱為待測電阻,經(jīng)過調(diào)理電阻箱R,使單刀雙,使單刀雙擲開關(guān)擲開關(guān)S分別接分別接1和和2時,電流表中的電流示數(shù)一樣,那么闡明時,電流表中的電流示數(shù)一樣,那么闡明
18、RxR,即可測出,即可測出Rx.例例4(2021湖北武漢模擬湖北武漢模擬)某同窗丈量一個圓柱體的電阻率,需求丈量圓柱某同窗丈量一個圓柱體的電阻率,需求丈量圓柱體的尺寸和電阻體的尺寸和電阻(1)分別運用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器丈量圓柱體的長度和直徑,某次丈量的示分別運用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器丈量圓柱體的長度和直徑,某次丈量的示數(shù)如圖甲和乙所示,長度為數(shù)如圖甲和乙所示,長度為_cm,直徑為,直徑為_mm.5.05 5.316(5.3105.320) (2)按圖丙銜接電路后,實驗操作如下:按圖丙銜接電路后,實驗操作如下:將滑動變阻器將滑動變阻器R1的阻值置于最的阻值置于最_處處(選填選填“大或大或“小小)
19、,將,將S2撥撥向接點向接點1,閉合,閉合S1,調(diào)理,調(diào)理R1,使電流表示數(shù)為,使電流表示數(shù)為I0.將電阻箱將電阻箱R2的阻值調(diào)至最的阻值調(diào)至最_(選填選填“大或大或“小小),S2撥向接點撥向接點2;堅持;堅持R1不變,調(diào)理不變,調(diào)理R2,使電流表示數(shù)仍為,使電流表示數(shù)仍為I0,此時,此時R2阻值為阻值為1 280 .(3)由此可知,圓柱體的電阻為由此可知,圓柱體的電阻為_.解析解析(1)游標(biāo)卡尺的精度為游標(biāo)卡尺的精度為0.1 mm,所以,所以L(5050.1)mm5.05 cm,螺旋,螺旋測微器的讀數(shù)為測微器的讀數(shù)為d(531.60.01)mm5.316 mm.(2)為了維護電流表,在接通電
20、路之前,要使電路中的總電阻盡能夠大,然后為了維護電流表,在接通電路之前,要使電路中的總電阻盡能夠大,然后漸漸減小電路中的電阻漸漸減小電路中的電阻為使電路電流較小,使電流表示數(shù)逐漸變大,電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大為使電路電流較小,使電流表示數(shù)逐漸變大,電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大大大 大大 1 280 方法三半偏法測電表內(nèi)阻方法三半偏法測電表內(nèi)阻例例5電壓表滿偏時經(jīng)過該表的電流是半偏時經(jīng)過該表電流的兩倍某同窗利電壓表滿偏時經(jīng)過該表的電流是半偏時經(jīng)過該表電流的兩倍某同窗利用這一現(xiàn)實丈量電壓表的內(nèi)阻用這一現(xiàn)實丈量電壓表的內(nèi)阻(半偏法半偏法),實驗室提供的器材如下:,實驗室提供的器材如下:待丈量電壓表待丈量電壓表V(量程量程3 V,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為3 000 ),電阻箱,電阻箱R0(最大阻值為最大阻
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