實(shí)驗(yàn)七測(cè)定金屬的電阻率同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器演示文稿

實(shí)驗(yàn)七測(cè)定金屬的電阻率同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)實(shí)驗(yàn)七測(cè)定金屬的電阻率同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器當(dāng)前第2頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)當(dāng)前第3頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲、

螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。四、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺的使用1．螺旋測(cè)微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)(1)螺旋測(cè)微器的構(gòu)造如下圖所示是常用的螺旋測(cè)微器。它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上。旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動(dòng)刻度E、測(cè)微螺桿F連在一起，通過(guò)精密螺紋套在B上。當(dāng)前第4頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(2)螺旋測(cè)微器的原理測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)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(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)當(dāng)前第5頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)如圖所示，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。當(dāng)前第6頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2．游標(biāo)卡尺(如下圖)(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測(cè)量爪)、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘。當(dāng)前第7頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(2)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)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(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見(jiàn)下表：當(dāng)前第8頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(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(duì)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?？潭雀駭?shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm當(dāng)前第9頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)五、伏安法測(cè)電阻1．電流表的內(nèi)接法和外接法的比較當(dāng)前第10頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)當(dāng)前第11頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2.兩種電路的選擇(1)阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。(2)臨界值計(jì)算法：Rx＜時(shí)，用電流表外接法；Rx＞時(shí)，用電流表內(nèi)接法。當(dāng)前第12頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(3)實(shí)驗(yàn)試探法：按右圖所示接好電路，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，則可采用電流表外接法；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，則可采用電流表內(nèi)接法。當(dāng)前第13頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)六、實(shí)驗(yàn)步驟1．直徑測(cè)定用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)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．電路連接按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)前第14頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)3．長(zhǎng)度測(cè)量用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量3次，求出其平均值l。4．U、I測(cè)量把滑動(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(wú)誤后，閉合開(kāi)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(kāi)開(kāi)關(guān)S。當(dāng)前第15頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)5．拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。七、數(shù)據(jù)處理1．在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法(1)用Rx＝分別算出各次的數(shù)值，再取平均值。(2)用U-I圖線的斜率求出。2．計(jì)算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值代入電阻率計(jì)算式當(dāng)前第16頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)八、注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法。(2)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(kāi)關(guān)、電流表、待測(cè)金屬導(dǎo)線、滑動(dòng)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(cè)金屬導(dǎo)線的兩端。(3)測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，是指測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值。當(dāng)前第17頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(4)測(cè)金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，求其平均值。(5)閉合開(kāi)關(guān)S之前，一定要使滑動(dòng)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(cè)電阻時(shí)，通過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I不宜過(guò)大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大。(7)求R的平均值時(shí)可用兩種方法：第一種是用R＝U/I算出各次的測(cè)量值，再取平均值；第二種是用圖像(U-I圖線)來(lái)求出。當(dāng)前第18頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)若采用圖像法，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮。九、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(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一。(2)采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測(cè)量值小于真實(shí)值，使電阻率的測(cè)量值偏小。當(dāng)前第19頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(3)金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來(lái)偶然誤差。(4)由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測(cè)量誤差。當(dāng)前第20頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【例1】

在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測(cè)金屬絲：Rx(阻值約4Ω，額定電流約0.5A)；電壓表：V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表：A1(量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)；

A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω)；電源：E1(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；

E2(電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻不計(jì))；當(dāng)前第21頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)滑動(dòng)變阻器：R(最大阻值約20Ω)；螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線。①用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)_______mm。②若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選________、電源應(yīng)選________(均填器材代號(hào))，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。當(dāng)前第22頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【自主解答】

__________________________________________________________________________________________________________當(dāng)前第23頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【解析】

①根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)，注意半刻度線已經(jīng)露出。②待測(cè)金屬絲的額定電流約0.5A，用A2時(shí)指針偏角太小，造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。因電壓表的量程是3V，用E2時(shí)有可能燒壞電壓表。因，用電流表的外接法?！敬鸢浮?/p>

①1.773(1.771～1.775均正確)②A1

E1電路圖如圖所示當(dāng)前第24頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【例2】

某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻。(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲和圖乙所示，長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm，直徑為_(kāi)_______mm。當(dāng)前第25頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(2)按圖丙連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下：①將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最________(選填“大”或“小”)處；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0；②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最________(選填“大”或“小”)，將S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1280Ω；③由此可知，圓柱體的電阻為_(kāi)_______Ω。【自主解答】

____________________________________________________________________________________________________當(dāng)前第26頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【解析】

(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為l＝(50＋0.1×1)mm＝50.1mm＝5.01cm。螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d＝(5＋31.5×0.01)mm＝5.315mm。(2)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要遵循科學(xué)性原則、安全性原則和準(zhǔn)確性原則。此電路中滑動(dòng)變阻器是以限流方式接入電路中的，故在①步驟中合上開(kāi)關(guān)前應(yīng)使其接入電路中的阻值為最大，以保證電路安全。同理②步驟中亦將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大。當(dāng)前第27頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【答案】

(1)5.01

5.315

(2)①大②大③1280當(dāng)前第28頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)1．某同學(xué)利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的厚度。該螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)如圖(a)所示，測(cè)量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示。圖(a)所示讀數(shù)為_(kāi)_______mm，圖(b)所示讀數(shù)為_(kāi)_____mm，所測(cè)金屬板的厚度為_(kāi)_____mm。當(dāng)前第29頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【解析】

依據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)的基本原理，0.5毫米以上的值在主尺上讀出，而在螺旋尺上要估讀到千分之一毫米，則圖(a)讀數(shù)為0.010mm，圖(b)讀數(shù)為6.870mm。【答案】

0.010(0.009或0.011也對(duì))

6.870(6.869或6.871也對(duì))

6.860(6.858～6.862)當(dāng)前第30頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2．(2013·濱州模擬)在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，由ρ＝可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是(

)A．導(dǎo)線直徑d的測(cè)量B．電壓U的測(cè)量C．電流I的測(cè)量

D．導(dǎo)線長(zhǎng)度的測(cè)量【解析】

四個(gè)選項(xiàng)中的四個(gè)物理量對(duì)金屬絲的電阻率均有影響，但影響最大的是直徑d，因?yàn)樵谟?jì)算式中取直徑的平方。【答案】

A當(dāng)前第31頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)3．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作正確的是(

)A．用米尺測(cè)量金屬絲的全長(zhǎng)，且測(cè)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(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用電流表內(nèi)接法，多次測(cè)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當(dāng)前第32頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【解析】

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量出金屬絲接入電路中的有效長(zhǎng)度，而不是全長(zhǎng)；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、C錯(cuò)誤，B、D正確?！敬鸢浮?/p>

BD當(dāng)前第33頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)4．某小組的兩位同學(xué)采用“伏安法”測(cè)金屬絲的電阻實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進(jìn)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，如圖甲、乙所示，根據(jù)你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，你認(rèn)為_(kāi)_______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_(kāi)_______Ω。(保留兩位有效數(shù)字)【答案】

甲3.8當(dāng)前第34頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)5．為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀開(kāi)關(guān)，E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：(

)當(dāng)前第35頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測(cè)微安表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)________的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過(guò)程，計(jì)算RN讀數(shù)的________，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值?！窘馕觥?/p>

本題方法為替代法。當(dāng)S接1與接2時(shí)通過(guò)電路的電流I相同，可知待測(cè)微安表頭的內(nèi)阻與RN的電阻相同?！敬鸢浮?/p>

(1)R0標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)(2)RN標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I

(3)平均值當(dāng)前第36頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)6．現(xiàn)要測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值，所用器材如下：標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程250mA，內(nèi)阻r1＝5Ω)；電流表A2(量程300mA，內(nèi)阻r2約為5Ω)；待測(cè)電阻R1(阻值約為100Ω)；滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10Ω)；電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻r約為1Ω)；單刀單擲開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。(1)要求方法簡(jiǎn)捷，并能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào)。(2)實(shí)驗(yàn)中，需要直接測(cè)量的物理量有________，用測(cè)得的量表示待測(cè)電阻R1的阻值R1＝________。當(dāng)前第37頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)【解析】

(1)由于A1的內(nèi)阻已知，可當(dāng)做電壓表來(lái)用；又給了另一個(gè)電流表A2，可結(jié)合兩電流表示數(shù)之差，利用歐姆定律測(cè)R1的阻值；題目要求測(cè)多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式；電路圖如圖所示：(2)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2之后，則(I2－I1)R1＝I1r1，所以R1＝?！敬鸢浮?/p>

(1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖見(jiàn)解析圖(2)兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2

r1當(dāng)前第38頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)7．(2013·北京理綜)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0