人教版高三物理总复习 实验7 测定金属的电阻率课件 鲁科.ppt

实验七测定金属的电阻率实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器同时练习使用螺旋测微器)2021/8/9 星期一1知识要点归纳知识要点归纳实验实验目的目的1学会用伏安法学会用伏安法测电测电阻，阻，测测定金属定金属导线导线的的电电阻率阻率2练习练习使用螺旋使用螺旋测测微器，会使用常用的微器，会使用常用的电电学学仪仪器器2021/8/9 星期一22021/8/9 星期一3实验实验器材器材被被测测金属金属导线导线、毫米刻度尺、螺旋、毫米刻度尺、螺旋测测微器、微器、电压电压表、表、电电流表、直流流表、直流电电源、源、电键电键、滑、滑动变动变阻器、阻器、导线导线等等2021/8/9 星期一4过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值同位置各测一次直径，求出其平均值d.2依照电路图依照电路图(图图731)用导线将器材连用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大好，将滑动变阻器的阻值调至最大图图7312021/8/9 星期一53用毫米刻度尺用毫米刻度尺测测量接入量接入电电路中的被路中的被测测金金属属导线导线的的长长度，即有效度，即有效长长度，反复度，反复测测量量3次，次，求出其平均求出其平均值值l.4电电路路经检查经检查确确认认无无误误后，后，闭闭合合电键电键S，改，改变变滑滑动变动变阻器滑阻器滑动动片的位置，片的位置，读读出几出几组组相相应应的的电电流流值值和和电压值电压值，记记入入记录记录表格内；断开表格内；断开电键电键S，求出，求出导线电导线电阻阻R的平均的平均值值2021/8/9 星期一62021/8/9 星期一72021/8/9 星期一8三、螺旋三、螺旋测测微器的构造、原理及微器的构造、原理及读读数数1螺旋螺旋测测微器的构造微器的构造如如图图732所示是常用的螺旋所示是常用的螺旋测测微器它微器它的小砧的小砧A和固定刻度和固定刻度S固定在框架固定在框架F上旋上旋钮钮K、微、微调调旋旋钮钮K和可和可动动刻度刻度H、测测微螺杆微螺杆P连连在一起，通在一起，通过过精密螺精密螺纹纹套在套在S上上图图7322021/8/9 星期一92螺旋螺旋测测微器的原理微器的原理测测微螺杆微螺杆P与固定刻度与固定刻度S之之间间的精密螺的精密螺纹纹的螺的螺距距为为0.5 mm，即旋，即旋钮钮K每旋每旋转转一周，一周，P前前进进或后退或后退0.5 mm，而可，而可动动刻度刻度H上的刻度上的刻度为为50等份，每等份，每转动转动一小格，一小格，P前前进进或后退或后退0.01 mm，即螺旋，即螺旋测测微器的精确度微器的精确度为为0.01 mm.读读数数时误时误差出差出现现在毫米的千分位上，因此，螺在毫米的千分位上，因此，螺旋旋测测微器又叫千分尺微器又叫千分尺2021/8/9 星期一103读读数：数：测测量量时时被被测测物体物体长长度的整数毫米度的整数毫米数由固定刻度数由固定刻度读读出，小数部分由可出，小数部分由可动动刻度刻度读读出出测测量量值值(毫米毫米)固定刻度数固定刻度数(毫米毫米)(注意半毫注意半毫米刻度米刻度线线是否露出是否露出)可可动动刻度数刻度数(估估读读一位一位)0.01(毫米毫米)四、伏安法四、伏安法测电测电阻阻1电电流表的内接法和外接法的比流表的内接法和外接法的比较较2021/8/9 星期一112021/8/9 星期一122021/8/9 星期一132021/8/9 星期一14若不知若不知Rx的大的大约约阻阻值值，可采用，可采用“试试触法触法”，将，将电电路按如路按如图图733所示所示连连接，空出接，空出电压电压表表的一个接的一个接头头S，然后将，然后将S分分别别与与a、b接触一下，接触一下，观观察两表示数察两表示数变变化情况化情况若若电电流表示数流表示数变变化明化明显显，说说明明电压电压表分流表分流作用作用较较强强，即，即Rx阻阻值较值较大，大，应应采用采用“内接法内接法”，S应应接接b.若若电压电压表示数表示数变变化明化明显显，说说明明电电流表分流表分压压作用作用较较强强，即，即Rx阻阻值较值较小，小，应应采用采用“外接法外接法”，S应应接接a.2021/8/9 星期一152021/8/9 星期一16五、注意事五、注意事项项1本本实验实验中被中被测测金属金属导线导线的的电电阻阻值较值较小，小，因此因此实验电实验电路必路必须须用用电电流表外接法流表外接法2实验连线时实验连线时，应应先从先从电电源的正极出源的正极出发发，依次将依次将电电源、开关、源、开关、电电流表、待流表、待测测金属金属导线导线、滑滑动变动变阻器阻器连连成主干成主干线线路路(闭闭合合电电路路)，然后，然后再把再把电压电压表并表并联联在待在待测测金属金属导线导线的两端的两端3测测量被量被测测金属金属导线导线的有效的有效长长度，是指度，是指测测量待量待测导线测导线接入接入电电路的两个端点之路的两个端点之间间的的长长度，度，亦即亦即电压电压表两端点表两端点间间的部分待的部分待测导线长测导线长度，度，测测量量时应时应将将导线导线拉直拉直2021/8/9 星期一174测测金属金属丝丝直径一定要直径一定要选选三个不同部位三个不同部位进进行行测测量量5闭闭合开关合开关S之前，一定要使滑之前，一定要使滑动变动变阻器的阻器的滑片滑片处处在有效在有效电电阻阻值值最大的位置最大的位置6在用伏安法在用伏安法测电测电阻阻时时，通，通过过待待测导线测导线的的电电流流I不宜不宜过过大大(电电流表用流表用00.6 A量程量程)，通，通电时间电时间不宜不宜过长过长，以免金属，以免金属导线导线的温度明的温度明显显升高，造成其升高，造成其电电阻率在阻率在实验过实验过程中逐程中逐渐渐增大增大2021/8/9 星期一182021/8/9 星期一19实验典例精析实验典例精析 (2009年高考广年高考广东东卷卷)某某实验实验小小组组利用利用实实验验室提供的器材探究一种金属室提供的器材探究一种金属丝丝的的电电阻率阻率所用的器材包括：所用的器材包括：输输出出为为3 V的直流的直流稳压电稳压电源、源、电电流表、待流表、待测测金属金属丝丝、螺旋、螺旋测测微器微器(千千分尺分尺)、米尺、米尺、电电阻箱、开关和阻箱、开关和导线导线等等题型一题型一基本实验原理及数据处理基本实验原理及数据处理例例例例1 12021/8/9 星期一20(1)他他们们截取了一段金属截取了一段金属丝丝，拉直后固定在，拉直后固定在绝绝缘缘的米尺上，并在金属的米尺上，并在金属丝丝上上夹夹上一个小金属上一个小金属夹夹，金属，金属夹夹可在金属可在金属丝丝上移上移动动请请根据根据现现有有器材，器材，设计实验电设计实验电路，并路，并连连接接电电路路实实物物图图734甲甲图图7342021/8/9 星期一21(2)实验实验的主要步的主要步骤骤如下：如下：正确正确连连接接电电路，路，设设定定电电阻箱的阻阻箱的阻值值，开启，开启电电源，合上开关；源，合上开关；读读出出电电流表的示数，流表的示数，记录记录金属金属夹夹的位置；的位置；断开开关，断开开关，_，合上开关，重复，合上开关，重复的的操作操作2021/8/9 星期一22(3)该该小小组测组测得得电电流与金属流与金属丝丝接入接入长长度关系的度关系的数据，并据此数据，并据此绘绘出了出了图图734乙的关系乙的关系图图线线，其斜率，其斜率为为_A1m1(保留三位有效保留三位有效数字数字)；图线纵轴图线纵轴截距与截距与电电源源电动势电动势的乘的乘积积代表了代表了_的的电电阻之和阻之和图图7352021/8/9 星期一23(4)他他们们使用螺旋使用螺旋测测微器微器测测量金属量金属丝丝的直径，的直径，示数如示数如图图735所示金属所示金属丝丝的直径是的直径是_图图乙中乙中图线图线的斜率、的斜率、电电源源电动势电动势和和金属金属丝丝横截面横截面积积的乘的乘积积代表的物理量是代表的物理量是_，其数，其数值值和和单单位位为为_(保留三位保留三位有效数字有效数字)2021/8/9 星期一24【解析解析】(1)实实物物图连图连接如接如图图736所示所示图图7362021/8/9 星期一252021/8/9 星期一262021/8/9 星期一27【答案答案】(1)实实物物连连接接图见图见解析解析图图(2)改改变变金属金属丝丝上金属上金属夹夹的位置的位置(3)10.510.6金属金属丝丝接入接入长长度度为为零零时时全全电电路路(或或电电阻箱和阻箱和电电流表流表)(4)0.198 mm0.202 mm金属金属丝丝的的电电阻率阻率9.69107m1.01106m2021/8/9 星期一28【规规律律总结总结】解决此解决此类问题类问题要把握以下方要把握以下方法：法：(1)理解理解实验实验原理及原理及实验设计实验设计的目的的目的(2)掌握数据掌握数据处处理的方法，灵活理的方法，灵活应应用用闭闭合合电电路路欧姆定律欧姆定律进进行行变变形形(3)根据根据图图象信息把握斜率、截距的物理意象信息把握斜率、截距的物理意义义2021/8/9 星期一29 (2011年宁德模年宁德模拟拟)利用内阻利用内阻为为1 的的电电流表，内阻流表，内阻为为5 k的的电压电压表等如表等如图图737所示的器材，所示的器材，测测量一根粗量一根粗细细均匀的阻均匀的阻值约为值约为5 的合金的合金丝丝的的电电阻率阻率题型二题型二实验仪器及电路的选择实验仪器及电路的选择例例例例2 22021/8/9 星期一30(1)已知已知电电源的源的电动势为电动势为6 V，滑，滑动变动变阻器的阻器的阻阻值为值为020.用用实线实线代替代替导线导线，将，将图图中的中的器材器材连连接成接成实实物物电电路路图图，要求尽量避免交叉，要求尽量避免交叉，电电流表、流表、电压电压表表应该选择应该选择合适的量程合适的量程图图7372021/8/9 星期一31(2)实验时实验时螺旋螺旋测测微器微器测测量量该该合金合金丝丝的直径、的直径、米尺米尺测测量合金量合金丝丝的的长长度，度，电电流表、流表、电压电压表的表的读读数如数如图图739所示，由所示，由图图738可以可以读读出合金出合金丝丝的直径的直径d_mm，合金，合金丝丝的的长长度度l_cm，流，流过过合金合金丝丝的的电电流流强强度度I_A，合金，合金丝丝两端的两端的电压电压U_V.2021/8/9 星期一32(3)合金合金丝丝的的电电阻率阻率_.图图738图图7392021/8/9 星期一332021/8/9 星期一34【答案答案】(1)如如图图7310所示所示图图73102021/8/9 星期一35(2)0.20035.000.442.15(3)4.4107 m【规规律律总结总结】选择仪选择仪表、滑表、滑动变动变阻器要根阻器要根据安全、有效的原据安全、有效的原则则，电电路的路的选选取要取要结结合合实实验验提供的条件和一些明确的要求，以减小提供的条件和一些明确的要求，以减小实实验误验误差差为为目的目的设计电设计电路路2021/8/9 星期一36 (2010年高考年高考课标课标全国卷全国卷)用用对对温度敏感的半温度敏感的半导导体材料制成的某体材料制成的某热热敏敏电电阻阻RT，在，在给给定温度范定温度范围围内，其阻内，其阻值值随温度的随温度的变变化是非化是非线线性的某同学将性的某同学将RT和两个适当的固定和两个适当的固定电电阻阻R1、R2连连成成图图7311虚虚线线框内所示的框内所示的电电路，以使路，以使该电该电路的等效路的等效电电阻阻RL的阻的阻值值随随RT所所处环处环境温度的境温度的变变化近似化近似为线为线性的，性的，且具有合适的阻且具有合适的阻值值范范围围为为了了验证这验证这个个设计设计，他，他采用伏安法采用伏安法测测量在不同温度下量在不同温度下RL的阻的阻值值，测测量量电电路如路如图图739所示所示，图图中的中的电压电压表内阻很大表内阻很大RL的的测测量量结结果如下表所示果如下表所示题型三题型三创新实验创新实验例例例例3 32021/8/9 星期一37图图7311温度温度t()30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL阻阻值值()54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.72021/8/9 星期一38回答下列回答下列问题问题：(1)根据根据图图7311所示的所示的电电路，在路，在图图7312所示的所示的实实物物图图上上连线连线图图73122021/8/9 星期一39(2)为为了了检验检验RL与与t之之间间近似近似为线为线性关系，在性关系，在坐坐标纸标纸上作上作RLt关系关系图线图线图图73132021/8/9 星期一40(3)在某一温度下，在某一温度下，电电路中的路中的电电流表、流表、电压电压表表的示数如的示数如图图7312甲、乙所示甲、乙所示电电流表的流表的读读数数为为_，电压电压表的表的读读数数为为_此此时时等效等效电电阻阻RL的阻的阻值为值为_；热热敏敏电电阻所阻所处环处环境的温度境的温度约为约为_图图73142021/8/9 星期一412021/8/9 星期一42【答案答案】(1)连线连线如如图图7315所示所示图图73152021/8/9 星期一43(2)RLt关系曲关系曲线线如如图图7316所示所示(3)115 mA5.00 V43.5 64.0 图图73162021/8/9 星期一442021/8/9 星期一45