《高考備考指南 物理 》課件-實(shí)驗(yàn)八　測(cè)定金屬絲的電阻率

恒定電流第八章

實(shí)驗(yàn)八測(cè)定金屬絲的電阻率(本實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)用書P185)欄目導(dǎo)航01知識(shí)

梳理查漏02題點(diǎn)

各個(gè)擊破03配套訓(xùn)練知識(shí)梳理查漏1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1.掌握螺旋測(cè)微器、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(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.3.學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)電阻，并能測(cè)定金屬的電阻率.

五、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，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，再求其平均值.

六、誤差分析1.金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算得出的，直徑的測(cè)量是誤差的主要來源之一.2.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，電阻率的測(cè)量值偏小.3.金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等也會(huì)帶來偶然誤差.4.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.七、基本測(cè)量工具及其使用1.游標(biāo)卡尺(如圖所示)10分度的游標(biāo)卡尺：游標(biāo)上相鄰2個(gè)刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間的距離小0.1mm.讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出0.1mm位的數(shù)值.游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，0.1mm位就讀幾，其讀數(shù)精確到0.1mm.同理，20分度的游標(biāo)卡尺，其讀數(shù)精確到0.05mm；50分度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)精確到0.02mm.讀數(shù)方法相同.測(cè)量值＝整數(shù)部分＋n×精確度n為游標(biāo)卡尺上第n條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊.注意：(1)主尺上的讀數(shù)應(yīng)以游標(biāo)的0刻度左端上方主尺的刻度為準(zhǔn)；(2)看清游標(biāo)的精確度；(3)游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對(duì)齊來讀數(shù)的，所以都不再往下估讀1位.誤差：測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異.分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差.誤差只能減小，不能避免.減小誤差的方法：采用更精密的測(cè)量?jī)x器、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法可以減小系統(tǒng)誤差；多次測(cè)量取平均值可以減小偶然誤差.【自測(cè)1】讀出如圖所示的游標(biāo)卡尺的讀數(shù).圖甲10分度游標(biāo)卡尺；圖乙20分度游標(biāo)卡尺.(1)圖甲示數(shù)為____________；

(2)圖乙示數(shù)為____________.

甲

乙2.98cm

6.165cm2.螺旋測(cè)微器(1)螺旋測(cè)微器的構(gòu)造如圖所示是常用的螺旋測(cè)微器.它的測(cè)砧A和固定刻度S固定在尺架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.(2)螺旋測(cè)微器的原理測(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)1周，P前進(jìn)或后退0.5mm，而可動(dòng)刻度H上的刻度為50等分，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(估讀1位)×0.01mm.注意：(1)看半刻度是否露出；(2)可動(dòng)刻度要估讀.【自測(cè)2】讀出如圖所示的螺旋測(cè)微器測(cè)量時(shí)的讀數(shù).(1)____________(2)____________

0.642mm

10.296mm題點(diǎn)各個(gè)擊破2

(2)安全性原則.通過電源、電表、滑動(dòng)變阻器、用電器的電流不能超過其允許的最大電流，電流正負(fù)方向不能接反.(3)方便性原則.選擇控制電路時(shí)，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，又要注意便于操作.(4)經(jīng)濟(jì)性原則：損耗能量最小.2.實(shí)驗(yàn)電路的選擇(1)測(cè)量電路——電流表內(nèi)接法、外接法的選?、匐娐返膶?duì)比內(nèi)容電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測(cè)＝Ux＋UA電壓表分流I測(cè)＝Ix＋I(xiàn)V電阻測(cè)量值適用條件RA?RxRV?Rx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測(cè)量，測(cè)量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測(cè)量，測(cè)量值偏小)

方法三：(試觸法)在RV、RA均不知的情況下，可采用試觸法.如圖所示，分別將a端與b、c接觸，如果前、后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果前、后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法.(2)控制電路——滑動(dòng)變阻器限流式、分壓式接法(兩種接法比較)內(nèi)容方式對(duì)比說明限流式接法分壓式接法兩種接法電路串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍0≤U≤E分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護(hù)電路元件例題

(2023年全國卷乙)一學(xué)生小組測(cè)量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率.現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：螺旋測(cè)微器、米尺、電源E、電壓表(內(nèi)阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R、待測(cè)金屬絲、單刀雙擲開關(guān)K、開關(guān)S、導(dǎo)線若干.圖(a)是學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖.完成下列填空：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將滑動(dòng)變阻器R接入電路電阻調(diào)至最大，閉合S.(2)將K與1端相連，適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U1.然后將K與2端相連，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U2.由此得到流過待測(cè)金屬絲的電流I＝____________，金屬絲的電阻r＝____________.(結(jié)果均用R0、U1、U2表示)

(3)繼續(xù)微調(diào)R，重復(fù)(2)的測(cè)量過程，得到多組測(cè)量數(shù)據(jù)，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據(jù)，得到金屬絲的電阻r＝14.2Ω.(5)用米尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度L＝50.00cm.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲不同位置的直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖(b)所示，該讀數(shù)為d＝____________mm.多次測(cè)量后，得到直徑的平均值恰與d相等.

(6)由以上數(shù)據(jù)可得，待測(cè)金屬絲所用材料的電阻率ρ＝____________×10－7

Ω·m.(保留2位有效數(shù)字)

0.1505.0

1.(2023年北京卷)采用圖甲所示的電路圖來測(cè)量金屬絲Rx的電阻率.(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在____________(填“M”或“N”)端.

(2)按照?qǐng)D甲連接實(shí)物圖，如圖乙所示.閉合開關(guān)前檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯(cuò)，該導(dǎo)線為____________(填“a”“b”或“c”).若閉合開關(guān)，該錯(cuò)誤連接會(huì)帶來的問題有_________________________________________.

M

b移動(dòng)滑片時(shí)，電