高考物理 第五课时 实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)导与练复习课件.ppt

2012高三物理复习课件（导与练福建）第高三物理复习课件（导与练福建）第7章章第五课时实验：测定金属的电阻率第五课时实验：测定金属的电阻率(同时练习使同时练习使用螺旋测微器用螺旋测微器)2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三21掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法2进一步掌握电流表的内、外接法以及滑动变阻器的两种接法，会正确选择合适的接法进行电阻测量3掌握测金属的电阻率的原理及实验方法4知道实验中主要误差来源2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三4一、游标卡尺1游标卡尺的构造游标卡尺的主要部分是主尺(附有左边上爪和下爪)和一条可以沿着主尺滑动的游标尺(附有右边上爪和下爪以及深度尺)如图所示2游标卡尺的使用(1)外测量爪：可测量物体厚度或外径；(2)内测量爪：可测量槽宽或内径；(3)深度尺：可测量筒的深度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2021/8/11 星期三5不管游标尺上有多少个小等份刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数刻度格数(分度分度)刻度刻度总长总长度度每小格与每小格与1 mm的差的差值值精确度精确度(可准确到可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm2021/8/11 星期三64.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，则其读数为(xK精确度)mm.二、螺旋测微器1螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上2021/8/11 星期三72螺旋测微器的原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺3读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出测量值(毫米)固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(毫米)2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三92021/8/11 星期三102021/8/11 星期三115注意事项(1)为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量；(2)本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法和滑动变阻器限流法；(3)电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大(4)测量被测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两个并入点间的部分，测金属丝长度时应将其拉直6误差分析(1)测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差(2)由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大)(3)通电电流太大，或时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13 基本仪器的使用及读数【例1】(7分)(1)某学生用螺旋测微器测量不同金属导线的直径，其示数如图(a)(b)(c)所示，该金属导线的直径读数为：(a)_ mm(b)_ mm(c)_ mm(2)正确读出下图中各表的读数：如图(a)，接03 V量程时读数为_ V；接015 V量程时读数为_ V.如图(b)，接03 A量程时读数为_ A；接00.6 A量程时读数为_ A.2021/8/11 星期三14规范解答：(1)(a)读数4.5 mm9.20.01 mm4.592 mm(1分)(b)读数1.5 mm38.00.01 mm1.880 mm(1分)(c)读数8.5 mm10.00.01 mm8.600 mm.(1分)(2)读数2.1 V0.08 V2.18 V(1分)读数10.5 V0.3 V10.8 V(1分)读数0.80 A，(1分)读数0.028 A0.16 A(1分)答案：(1)4.5921.8808.600(2)2.1810.80.800.162021/8/11 星期三15 基本仪器及电路图的选择、电路实物连接【例2】(2010年福建省古田一中高三第二次月考)在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图(甲)所示，用米尺测出金属丝的长L，金属丝的电阻大约为5，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图(甲)中读出金属丝的直径为_mm(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表03 V，内阻10 kB电压表015 V，内阻50 kC电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 2021/8/11 星期三16要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号)实验中他的实物接线如图(乙)所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误错误1_.错误2_.2021/8/11 星期三17解析：(1)半毫米线已出来，可动部分为18小格，每小格0.01 mm，并估读，读数为0.680 mm.(2)电源为两节干电池，总电压不超过3 V，电压表选A即可，电阻约5 左右，电流不超过0.6 A，电流表选C即可且外接，滑动变阻器选E即可，用限流即可错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法答案：见解析2021/8/11 星期三18 电阻较大时的仪器选择和实验电路【例3】(2010年潍坊模拟)某课题小组通过实验测量潍河水的电阻率现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、电压表(量程12 V，内阻约100)、电流表(量程100 A，内阻约50)、滑动变阻器(10，1 A)、电池组(电动势E12 V，内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品如图(甲)是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图象实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图(乙)所示2021/8/11 星期三19请回答下面的问题：(1)玻璃管内径d的测量值为_ cm；(2)请在图(丙)的虚线框内画出测量水柱电阻的电路图；(3)所测水的电阻率为_ m(保留两位有效数字)思路点拨：(1)电流表内接、外接选择；(2)滑动变阻器的分压、限流选择2021/8/11 星期三20答案：(1)2.24(2)图见解析(3)792021/8/11 星期三21 考点一：螺旋测微器的读数及实验数据处理【例1】(基础题)某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示读得直径d_ mm.2021/8/11 星期三22(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电电阻阻R()121.050.023.910.03.1导线导线直径直径d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998导线导线截面截面积积S(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系(3)若导线的电阻率5.1107 m，则表中阻值为3.1 的导线长度l_m(结果保留两位有效数字)2021/8/11 星期三23答案：(1)1.200(2)不满足，R与S2成反比(或RS2常量)(3)192021/8/11 星期三24考点二：伏安法测电阻【例2】(能力题)甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值给定器材为：待测电阻Rx；电流表(量程05 mA，内阻约10)；电压表(量程为03 V，内阻约3 000)；最大阻值为1 700 的滑动变阻器；电源E(电动势约3 V)；开关S、导线若干两人的测量结果分别由图(甲)和图(乙)给出(1)由图(甲)得Rx_，由图(乙)得Rx_.(2)在下面方框中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定_同学的测量结果较为准确2021/8/11 星期三25解析：(1)两图线的斜率表示电阻的测量值，则R甲1 060(在1 06040内均对)；R乙780(在78040内均对)(2)因图(甲)所示直线的斜率大，即测量值大，故甲同学采用的是电流表内接法，乙采用的是外接法因电阻值远大于电流表内阻，故用内接法较为准确答案：(1)(1 06040)(78040)(2)电路如图所示甲2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27(2009年广东物理卷，16)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图(甲)2021/8/11 星期三28(2)实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了如图(乙)的关系图线，其斜率为_A1m1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和2021/8/11 星期三29(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图(丙)所示金属丝的直径是_图(乙)中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_，其数值和单位为_(保留三位有效数字)2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32 图象法处理实验数据，一般根据图象纵、横坐标表示的物理量，运用数学运算，转化为函数关系式，从函数中的比例常数等于斜率，求解有关物理量2021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34【测控导航】考点考点题号题号1.螺旋螺旋测测微器、游微器、游标标卡尺的卡尺的应应用用1、32.实验实验原理原理23.原理迁移原理迁移42021/8/11 星期三351.(2010年安徽理综改编)(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图(a)所示，读数为_ mm.(2)用游标为20分度的卡尺测量某一金属管的内直径，示数如图(b)所示，读数为_ cm.答案：(1)0.617(0.6160.619均对)(2)0.6752021/8/11 星期三362用伏安法测量电阻阻值R，给定电压表(内阻约为50 k)、电流表(内阻约为40)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻(约为250)及导线若干(1)在虚框(甲)中画出测量R的电路图(2)如图(乙)所示中的6个点表示实验中测得的6组电流I，电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：_.求出的电阻值R_.(保留三位有效数字)2021/8/11 星期三372021/8/11 星期三383在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度测量3次，求出其平均值l.其中一次测量结果如图(甲)所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为_cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d.其中一次测量结果如图(乙)所示，图中读数为_mm.(2)采用如图(丙)所示的电路测量金属丝的电阻电阻的测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)最后由公式_计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)2021/8/11 星期三39(3)请你根据以上的电路图在图(丁)中进行实物连线电流表选0.6 A量程，电压表选3 V量程2021/8/11 星期三402021/8/11 星期三414为了确定一卷金属漆包线的长度，可通过测定其电阻值和去掉漆层后金属导线的直径来实现现仅有下列器材：待测漆包线：电阻值RL在40 50 之间，其材料的电阻率1.7108 m；毫安表mA：量程1 mA，内阻RA50；电压表V：量程6 V，内阻RV4 k；电源E：电动势约9 V，内阻不计；滑动变阻器R：阻值范围010；螺旋测微器，开关S，导线若干(1)若这卷漆包线的电阻值为RL，金属导线的直径为d，金属电阻率为，则这卷漆包线的长度L_(用RL、d、表示)(2)为了尽可能准确地测定RL，要求两电表指针偏转至少达到满刻度的一半同学们设计了以下四种不同的电路，其中合理的是_2021/8/11 星期三42(3)实验中测得d0.200 mm，按合理的电路测量时，毫安表和电压表的示数如图所示，则毫安表的读数为_mA，电压表的读数为_V，可求得该卷漆包线的长度L_m.2021/8/11 星期三432021/8/11 星期三44谢谢观赏谢谢观赏2021/8/11 星期三452021/8/11 星期三46