【优化探究】高考物理一轮复习 第7章第3单元 实验（1）随堂课件.ppt

一、一、实验实验目的目的1掌握掌握电电流表、流表、电压电压表和滑表和滑动变动变阻器的使用方法及阻器的使用方法及电电流表流表和和电压电压表的表的读读数方法数方法2掌握螺旋掌握螺旋测测微器及游微器及游标标卡尺的原理及卡尺的原理及读读数方法数方法3会用伏安法会用伏安法测电测电阻，阻，进进一步一步测测定金属的定金属的电电阻率阻率(一一)测定金属的电阻率测定金属的电阻率(螺旋测螺旋测 微器和游标卡尺的使用微器和游标卡尺的使用)二、二、实验实验原理原理1螺旋测微器的构造原理及读数螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋螺旋测测微器的构造如微器的构造如图图所示是常用的螺旋所示是常用的螺旋测测微器它的小砧微器它的小砧A和和固定刻度固定刻度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、测测微微螺杆螺杆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(2)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距的螺距为为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，等份，每每转动转动一小格，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.读读数数时时估估读读到毫米的千分位上，因此，螺旋到毫米的千分位上，因此，螺旋测测微器又叫千分尺微器又叫千分尺(3)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数由固定刻度度的整数毫米数由固定刻度读读出，小出，小数部分由可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)(注意半毫米刻注意半毫米刻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)如如图图所示，固定刻度示数所示，固定刻度示数为为2 mm，不足半毫米而从可，不足半毫米而从可动动刻度上刻度上读读的示数的示数为为15.0，最后的，最后的读读数数为为：2 mm15.00.01 mm2.150 mm.(2.1502.154 mm都都对对)2游标卡尺游标卡尺(如图所示如图所示)(1)构造：主尺、游标尺构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪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：用途：测测量厚度、量厚度、长长度、深度、内径、外径度、深度、内径、外径(3)原理：利用主尺的最小分度与游原理：利用主尺的最小分度与游标标尺的最小分度的差尺的最小分度的差值值制成制成不管游不管游标标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长总长度比主度比主尺上的同尺上的同样样多的小等分刻度少多的小等分刻度少1 mm.常常见见的游的游标标卡尺的游卡尺的游标标尺上小尺上小等分刻度有等分刻度有10个的、个的、20个的、个的、50个的，个的，见见下表：下表：(4)读读数：若用数：若用x表示由主尺上表示由主尺上读读出的整毫米数，出的整毫米数，K表示从游表示从游标标尺上尺上读读出与主尺上某一刻出与主尺上某一刻线对齐线对齐的游的游标标的格数，的格数，则记录结则记录结果表达果表达为为(xK精确度精确度)mm.3伏安法测电阻伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较实验试实验试探法：按探法：按图图所示接好所示接好电电路，路，让电压让电压表一根接表一根接线线柱柱P先后与先后与a、b处处接触一下，如果接触一下，如果电压电压表的示数有表的示数有较较大的大的变变化，而化，而电电流表的示数流表的示数变变化不大，化不大，则则可采用可采用电电流表外接流表外接法；如果法；如果电电流表的示数有流表的示数有较较大的大的变变化，而化，而电压电压表的示数表的示数变变化不大，化不大，则则可采用可采用电电流表内接法流表内接法 3按照原理按照原理图图(如右如右图图所示所示)连连好用伏安法好用伏安法测电测电阻的阻的实验电实验电路路4把滑把滑动变动变阻器阻器调调到接入到接入电电路中的路中的电电阻阻值值最大的位置，最大的位置，检查检查无无误误后，后，闭闭合开关合开关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记录电压值记录在表格中，断开在表格中，断开S，求，求出出导线电导线电阻阻Rx的平均的平均值值5整理整理仪仪器器七、注意事七、注意事项项1螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用(1)测测量前量前须须校校对对零点：先使小砧零点：先使小砧A与与测测微螺杆微螺杆P并并拢拢，观观察可察可动动刻刻度零刻度度零刻度线线与固定刻度的与固定刻度的轴轴向向线线是否重合，以及可是否重合，以及可动动刻度的刻度的边缘边缘与与固定刻度的零刻度固定刻度的零刻度线线是否重合，不重合是否重合，不重合时时，用存放螺旋，用存放螺旋测测微器盒中微器盒中的工具的工具调节调节，直到完全重合，直到完全重合为为止止(2)测测量量时时，当，当测测微螺杆微螺杆P将要接触被将要接触被测测物体物体时时，要停止使用旋，要停止使用旋钮钮K，改用微，改用微调调旋旋钮钮K，以避免，以避免P和被和被测测物体物体间产间产生生过过大的大的压压力力这样这样，既可以保既可以保护仪护仪器，又能保器，又能保证测证测量量结结果准确当听到果准确当听到“咔咔、咔咔”声后，声后，止止动动，即可，即可读读数数(3)螺旋螺旋测测微器微器应应估估读读一位，即以一位，即以mm作作单单位，位，应读应读到小数点后面到小数点后面第三位第三位(4)为为防止防止读读出的数据出出的数据出现现差差错错可在可在读读数前估数前估计计大概大概读读数数值值，若，若发现发现最后最后读读数与开始估数与开始估计计数数值值相差相差较较大，立即大，立即检查检查出出错错原因，如半原因，如半毫米刻毫米刻线线是否露出是否露出2测定金属的电阻率测定金属的电阻率(1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法(3)电键电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大(4)电流不宜太大电流不宜太大(电流表用电流表用00.6 A量程量程)，通电时间不宜太长，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以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大(5)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源，开关，电实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源，开关，电流表，待测金属丝，滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在流表，待测金属丝，滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端待测金属丝的两端八、八、实验实验改改进进在本在本实验实验中，由于中，由于电电表内表内电电阻的影响，从而使金属阻的影响，从而使金属导线电导线电阻阻测测量量值值偏小，可以改偏小，可以改进实验电进实验电路，消除由于路，消除由于电电表内阻的影响而表内阻的影响而带带来来的的实验误实验误差差1等效替换法等效替换法连连接接电电路如路如图图甲所示，甲所示，R为电为电阻箱，阻箱，Rx为为待待测电测电阻，通阻，通过调节电过调节电阻箱阻箱R，使，使单单刀双刀双掷掷开关开关S分分别别接接1和和2时时，若，若电电流表中的流表中的电电流示数相同，就表明流示数相同，就表明RxR，即可，即可测测出出Rx.仪仪器的器的选选取和取和实实物物图图的的连连接接(2011年广州模拟年广州模拟)在在“测测定金属定金属丝电丝电阻率阻率”实验实验中，若粗估金属中，若粗估金属丝丝的的电电阻阻Rx约为约为3，为为尽可能减小尽可能减小误误差，要求金属差，要求金属丝发热丝发热功功率率P0.75 W，备备有的部分有的部分仪仪器有：器有：(1)实验实验中用螺旋中用螺旋测测微器微器测测量量导线导线直径直径时时，可估，可估读读到到_mm，用毫米刻度尺，用毫米刻度尺测测量量导线长导线长度度时时，可估，可估读读到到_mm；(2)下述器材中下述器材中应选应选用的是用的是_(用字母代替用字母代替)；A6 V电电池池组组B电电流表流表(00.6 A，内阻，内阻0.5)C电电流表流表(03 A，内阻，内阻0.01)D电压电压表表(03 V，内阻，内阻1 k)E电压电压表表(015 V，内阻，内阻5 k)F滑滑动变动变阻器阻器(0100，额额定定电电流流1 A)G滑滑动变动变阻器阻器(020，额额定定电电流流1 A)(3)在框内画出在框内画出电电路路图图；(4)在下在下图图中，将各器材中，将各器材连连成成实验电实验电路路规范解答规范解答本题考查实验仪器的选择、螺旋测微器的读数、本题考查实验仪器的选择、螺旋测微器的读数、实验原理和实物图的连接及作图能力实验原理和实物图的连接及作图能力(1)螺旋测微器可估读到螺旋测微器可估读到0.001 mm；毫米刻度尺估读到最小刻；毫米刻度尺估读到最小刻度的下一位，即度的下一位，即0.1 mm.(4)答案答案(1)0.0010.1(2)A、B、D、G(3)(4)见规见规范解答范解答图图 实验实验数据的数据的处处理理 (2009年高考广东卷年高考广东卷)某某实验实验小小组组利用利用实验实验室提供的器材室提供的器材探究一种金属探究一种金属丝丝的的电电阻率，所用器材包括：阻率，所用器材包括：输输出出电压为电压为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(千分千分尺尺)、米尺、米尺、电电阻箱、开关和阻箱、开关和导线导线等等(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，拉直后固定在绝缘绝缘的米尺上，的米尺上，并在金属并在金属丝丝上上夹夹一个小金属一个小金属夹夹，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器材，有器材，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(如如图图甲甲)(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，重复的操作的操作(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数据，并据此度关系的数据，并据此绘绘出出了了图图乙的关系乙的关系图线图线，其斜率，其斜率为为_A1m1(保留三位有效数保留三位有效数字字)；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_的的电电阻之阻之和和(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，示数如的直径，示数如图图丙所示丙所示金属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金属和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_(保留三位有效数字保留三位有效数字)规范解答规范解答本题考查学生对测定电阻率实验的了解和基本仪器本题考查学生对测定电阻率实验的了解和基本仪器的使用，考查实验数据的处理、数字运算和实验误差的理解，考查的使用，考查实验数据的处理、数字运算和实验误差的理解，考查分析能力、实验与探究能力分析能力、实验与探究能力(1)实物图连接如图：实物图连接如图：答案答案(1)实物连接见规范解答图实物连接见规范解答图(2)改变金属丝上金属夹的位置改变金属丝上金属夹的位置(3)10.510.6金属丝接入长度为零时全电路金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱和电流表或电阻箱和电流表)(4)0.198 mm0.202 mm金属丝的电阻率金属丝的电阻率969107 m1.01106 m冬季和春季降水量小，广冬季和春季降水量小，广东东沿海附近江河水位沿海附近江河水位较较低，低，涨涨潮潮时时海水倒海水倒灌，出灌，出现现所所谓谓的的“咸潮咸潮”现现象，使沿海地区的城市自来水的离子象，使沿海地区的城市自来水的离子浓浓度度增高，水增高，水质质受到影响受到影响为为了研究了研究“咸潮咸潮”出出现现的的规规律，某同学律，某同学设计设计了了一个一个监测监测河水河水电电阻率的阻率的实验实验他在一根均匀的他在一根均匀的长长玻璃管两端装上两玻璃管两端装上两个橡胶塞和个橡胶塞和铂电铂电极，如极，如图图甲所示，两甲所示，两电电极相距极相距L0.314 m，其，其间间充充满满待待测测的河水安装前他用如的河水安装前他用如图图乙所示的游乙所示的游标标卡尺卡尺测测量玻璃管的内量玻璃管的内径，径，结结果如果如图图丙所示他丙所示他还选还选用了以下用了以下仪仪器：量程器：量程为为15 V、内阻、内阻约约为为300 k的的电压电压表，量程表，量程为为300 A、内阻、内阻约为约为50 的的电电流表，最大流表，最大阻阻值为值为1 k的滑的滑动变动变阻器，阻器，电动势电动势E12 V、内阻、内阻r6 的的电电池池组组、开关各一个以及开关各一个以及导线导线若干若干图图丁所示坐丁所示坐标标系中包括坐系中包括坐标为标为(0,0)的点的点在内的在内的9个点表示他个点表示他测测得的得的9组电组电流流I、电压电压U的的值值 根据以上材料完成下列根据以上材料完成下列问题问题：(1)测测量玻璃管的内径量玻璃管的内径时时，应应用用图图乙所示的游乙所示的游标标卡尺的卡尺的A、B、C三部分中的三部分中的_部分与玻璃管内壁接触部分与玻璃管内壁接触(填代号填代号)(2)由由图图丙可知，玻璃管的内径丙可知，玻璃管的内径d_ mm.(3)待待测测河水的河水的电电阻率阻率为为多大？多大？(写出推写出推导导和和计计算算过过程，程，结结果保留两位有效果保留两位有效数字数字)(4)图图戊所示的戊所示的仪仪器部分已器部分已连线连线，请请将其他部分将其他部分连连接成能接成能测测出出图图丁中数据的丁中数据的实实物物连连接接图图(5)开关开关闭闭合前滑合前滑动变动变阻器的滑片阻器的滑片应应先滑至先滑至_端端 规范解答规范解答(1)测量爪测量爪A是测量玻璃管内径的是测量玻璃管内径的(2)读数为：读数为：56 mm40.1 mm56.4 mm.(3)在坐标纸中画出在坐标纸中画出UI图象如图所示图象如图所示(4)如图所示如图所示(5)闭合开关时应保证测量电路的电压为零，故滑动触头应闭合开关时应保证测量电路的电压为零，故滑动触头应滑至最左端滑至最左端(A端端)答案答案(1)A(2)56.4(3)8.0102 m(4)见规见规范解答范解答(5)A端端