高考物理大一轮复习 实验七 测定金属的电阻率课件.ppt

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,第七章 恒定电流,实验七 测定金属的电阻率,1．螺旋测微器 (1)构造：如图甲，S为固定刻度，H为可动刻度． (2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，旋钮K每旋转一周，螺杆P前进或后退0.5 mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.,甲,乙,(3)读数 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出． ②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm) ③如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.,2．游标卡尺 (1)构造(如图所示)：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉． (2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．,(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成. 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：,(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记 录结果表达为(x＋K×精确度)mm. 3．常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表 量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流 值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实 际位置进行读数即可．,(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相 同，此量程下的精确度分别是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位． (2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读 数时 只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V. (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读 到最小刻度的一半0.01 A.,4．电流表、电压表测电阻两种方法的比较,电流表分压 U测＝Ux＋UA,电压表分流 I测＝Ix＋IV,RA≪Rx,RV≫Rx,一、实验目的 1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法． 2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法． 3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率．,三、实验器材 被测金属丝，直流电源(4 V)，电 流 表(0～0.6 A)，电 压 表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺．,四、实验步骤 1．用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各 测 一 次直径，求出其平均值d. 2．按实验原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路． 3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导 线的 有效 长度，反复测量3次，求出其平均值l. 4．把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记 录表 格 内，断 开电 键S，求 出导线电阻 Rx的平均值． 5．整理仪器．,一、伏安法测电阻的电路选择方法 1．阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．,3．实验试探法：按如图所示电路图接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表 的示 数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表 外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示 数变化不大，则可采用电流表内接法．,三、误差分析 1．金属丝直径、长度的测量带来误差． 2．若为内接法，电流表分压，若为外接法，电压表分流．,四、注意事项 1．测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长度，应在连入电路后拉直的情况下进行． 2．本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法． 3．电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量 程)，通电时间 不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大．,考点一 测量仪器、仪表的读数,考点二 仪器的选择和数据处理,考点三 对误差分析和实验原理的考查,考点一 测量仪器、仪表的读数,17.7,23.85,3.18,2.150,0.02,0.44,0.1,2.20,0.1,1.70,0.5,8.5,(2014·高考山东卷)实验室购 买了一捆 标 称长 度 为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查 得 铜 的 电 阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．,考点二 仪器的选择和数据处理,可供使用的器材有： 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω； 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干．,回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)． (2)在图乙所示的实物图中，已正确连接了部分导线，请 根据图甲电路完成剩余部分的连接． (3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图丙所示，读数为________________________V. (4)导线实际长度为________________________m(保留2位有效数字)．,R2,a,见解析图,2.30(2.29～2.31均正确),94(93～95均正确),在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择： A．电池组(3 V，内阻1 Ω) B．电流表(0～3 A，内阻0.012 5 Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻0.125 Ω) D．电压表(0～3 V，内阻4 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻15 kΩ) F．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A) G．滑动变阻器(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A) H．开关、导线若干,考点三 对误差分析和实验原理的考查,(1)实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前的字母代号)； (2)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时，应采 用电 流表________(选 填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏______(选填“大”或“小”)； (3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示，则读数为________mm；,ACDFH,外,小,0.900,(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得 电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________.,“测定金属的电阻率”实验的核心是导线 电阻的测量，除伏安法外，还有几种常用的方法，这也是本实验的主要创新点．,1.(2015·陕西西工大附中适应性训练)用以下器材可测量电阻Rx的阻值． A．待测电阻Rx，阻值约为600 Ω B．电源E，电动势约为6.0 V，内阻可忽略不计 C．毫伏表V1，量程为0～500 mV，内阻r1＝1 000 Ω D．电压表V2，量程为0～6 V，内阻r2约为10 kΩ E．电流表A，量程为0～0.6 A，内阻r3约为1 Ω F．定值电阻R0，R0＝60 Ω G．滑动变阻器R，最大阻值为150 Ω H．单刀单掷开关S一个，导线若干,方法一：伏伏法,(1)测量中要求两块电表的读数都不小于其量程的1/3，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图．,[答案] 测量电路如图所示,(2)若选测量数据中的一组来计算Rx，则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx＝____________，式中各符号的意义是：__________________________________________________ _________________________________________. (所有物理量用题中代数符号表示),U1为毫伏表V1的读数，U2为电压表V2的读数，r1为毫伏表的内阻，R0为定值电阻,[总结提升] 已知内阻的电压表可当做电流表使用，若量程太小可以配合定值电阻增大其量程，这是设计电路中的高频考点．,2.(2015·福建南安模拟)为测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材： 电池组E：电动势3 V，内阻不计 电流表A1：量程0～15 mA，内阻约为100 Ω 电流表A2：量程0～300 μA，内阻1 000 Ω 滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A 电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A 开关S、导线若干,方法二：安安法,要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下面问题： (1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表________(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到________Ω，这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表； (2)在方框中画出完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号；,A2,9 000,[答案],(3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是___________．本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因测量值较真实值_______填“偏大”或“偏小”)．,8.0,150,187．5 Ω,偏小,[总结提升] 已知内阻的电流表可当做电压表使用，若量程太小，配合定值电阻可以增大其量程，这也是电学设计电路的高频考点．,方法三：等效法 如图所示，先让待测电阻与一电流表串 联后接到 电动势恒定的电源上，读出电 流表示数I；然后将电阻箱与电流表串 联后接到同一电源上，调节电阻箱的 阻 值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的 读数等于待测电阻的阻值．,3.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻． (1)分别使用游标卡尺和螺旋测 微 器 测量 圆柱 体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________ cm，直径为________________________ mm.,5.01,5.316(5.310～5.320),(2)按图丙连接电路后，实验操作如下： ①将滑动变阻器R1的阻值置于最__________处(填“大”或 “小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0. ②将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω. (3)由此可知，圆柱体的电阻为________ Ω.,大,大,1 280,