高考物理一轮复习(要点+命题导向+策略)实验7测定金属的电阻率课件.ppt
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1、实验七实验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率2021/8/11 星期三1考点一实验目的考点一实验目的1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法;掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法;2掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法;掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法;3会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率2021/8/11 星期三2考点二实验原理考点二实验原理 图图12021/8/11 星期三3把金属把金属丝丝接入接入图图1所示的所示的电电路中,用路中,用电压电压表表测测金属金属丝丝两端的两端的电压电压,用,用电电流表流表测测金属金属丝丝中的中的电电流,根
2、据欧姆流,根据欧姆定律定律IU/R计计算金属算金属丝丝的的电电阻阻R;然后用米尺;然后用米尺测测量金属量金属丝丝的的长长度度L,用螺旋,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,计计算出横算出横截面截面积积S;根据;根据电电阻定律阻定律RL/S,得出金属,得出金属丝电丝电阻率的阻率的公式公式RS/L.2021/8/11 星期三4考点三实验器材考点三实验器材米米尺尺(最最小小刻刻度度为为毫毫米米)一一个个、螺螺旋旋测测微微器器一一个个、直直流流电电流流表表和和直直流流电电压压表表各各一一个个、滑滑动动变变阻阻器器(最最大大阻阻值值50)一一个个、电电池池两两节节、开开关关一一个个、一
3、一条条长长度度适适当当的的铁铁铬铬铝铝合合金金、镍镍铬铬合合金金等等金金属属导导线线(长长0.51 m,直直径径0.4 mm左左右右,电电阻阻510)和连接导线若干和连接导线若干 2021/8/11 星期三5考点四实验步骤考点四实验步骤1用用螺螺旋旋测测微微器器在在金金属属丝丝的的三三个个不不同同位位置置分分别别测测量量金金属属丝丝的的直直径径,将将测测量量结结果果记记入入表表格格,求求直直径径的的平平均均值值,计计算出金属丝的横截面积算出金属丝的横截面积2用用米米尺尺测测量量接接入入电电路路中中的的被被测测金金属属丝丝的的长长度度L,测测量三次,将测量结果记入表格中量三次,将测量结果记入表格
4、中2021/8/11 星期三63按按图图1所所示示的的电电路路连连接接好好器器材材,注注意意滑滑动动变变阻阻器器调调在阻值最大的位置,电流表和电压表选择好适当的量程在阻值最大的位置,电流表和电压表选择好适当的量程4闭闭合合开开关关S,调调节节滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触片片,读读出出几几组组相相应应的的电电流流表表和和电电压压表表的的示示数数I和和U的的值值,记记入入记记录录表表格格内内5打开开关打开开关S,拆除电路,整理好实验器材,拆除电路,整理好实验器材2021/8/11 星期三7考点五数据处理考点五数据处理根据上面记录的数据,完成以下表格内容:根据上面记录的数据,完成以下表格内容
5、:1金属丝的长度金属丝的长度 _cm_m;实实验验次数次数长长度度L/cm长长度度平均平均 /cm直直径径d/mm直径平直径平均均/mm横横截面截面积积S/mm21232021/8/11 星期三82.金金属属丝丝的的横横截截面面积积S _mm2_m2.3金属金属丝丝的的电电阻阻R_ 2021/8/11 星期三94.金属金属丝丝材料的材料的电电阻率阻率 _ m.2021/8/11 星期三10考点六注意事考点六注意事项项1 1为为了了减减小小金金属属丝丝横横截截面面积积带带来来的的误误差差,测测量量直直径径时时用用螺螺旋旋测测微微器器在在金金属属丝丝的的三三个个不不同同位位置置各各测测量量一一次次
6、,取取平平均均值值;2 2测测量量金金属属丝丝的的长长度度应应该该在在接接入入电电路路后后且且在在拉拉直直的的状状态态下下进进行,行,为为减小减小误误差,差,测测量三次取平均量三次取平均值值;3 3为为了了减减少少由由于于温温度度变变化化而而带带来来的的测测量量误误差差,实实验验中中注意通注意通电时间电时间不宜不宜过长过长、电电流不宜流不宜过过大;大;4 4测测量量电电路路采采用用电电流流表表外外接接法法,调调节节滑滑动动变变阻阻器器阻阻值值时时注注意意同同时时观观察察两两个个电电表表的的示示数数,尽尽量量使使表表的的指指针针偏偏转转较较大,以减少大,以减少读读数数误误差,但是注意防止超差,但
7、是注意防止超过过量程;量程;2021/8/11 星期三115为为了了减减小小实实验验误误差差,测测量量金金属属丝丝的的电电阻阻时时一一般般电电流流I、电电压压U测测量量多多次次,求求出出对对应应的的电电阻阻后后取取电电阻阻的的平平均均值值,不能不能对对U、I取平均,取平均,实验实验中也可以利用中也可以利用UI图线图线求求电电阻;阻;6闭闭合合电电键键S之之前前,一一定定要要使使滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动片片处处在有效在有效电电阻最大的位置;阻最大的位置;7对对螺螺旋旋测测微微器器读读数数时时,注注意意半半毫毫米米刻刻度度线线是是否否露露出出2021/8/11 星期三12考点七考点七误误差
8、分析差分析1 1金金属属丝丝的的横横截截面面积积是是利利用用直直径径计计算算而而得得,直直径径的的测测量是量是产产生生误误差的主要来源之一;差的主要来源之一;2.2.采采用用伏伏安安法法测测量量金金属属丝丝的的电电阻阻时时,必必然然带带来来系系统统误误差;差;3.3.金金属属丝丝的的长长度度测测量量、电电流流表表和和电电压压表表的的读读数数等等会会带带来偶然来偶然误误差;差;4 4由由于于金金属属丝丝通通电电后后发发热热升升温温,会会使使金金属属丝丝的的电电阻阻率率变变大,造成大,造成测测量量误误差差2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14题题型一螺旋型一螺旋测测微器的微器
9、的读读数数例例1将将图图2中螺旋中螺旋测测微器的微器的读读数写出来数写出来图图22021/8/11 星期三15解解析析先先读读出出固固定定尺尺上上的的读读数数,再再读读出出可可动动尺尺上上的的读数读数A(847.50.01)mm8.475 mm.B(87.50.01)mm8.075 mm0.8075 cm题题后反思:后反思:读数固定尺读数可动尺读数读数固定尺读数可动尺读数精度精度在在读读数数时时一一定定要要注注意意固固定定尺尺上上的的读读数数问问题题,注注意意是是否否超超过过上上面面刻刻度度,露露出出了了0.5 mm刻刻度度线线,若若露露出出应应加加上上0.5 mm,若若不不超超过过上上面面刻
10、刻度度线线,则则不不能能加加上上0.5 mm,读读数数单单位位先为先为 mm,最后进行单位换算,最后进行单位换算 2021/8/11 星期三16图图32021/8/11 星期三17用用螺螺旋旋测测微微器器(千千分分尺尺)测测小小球球直直径径时时,示示数数如如图图3所所示示这时读这时读出的数出的数值值是是_,单单位是位是_解解析析:本本题题解解答答的的关关键键是是掌掌握握螺螺旋旋测测微微器器的的原原理理和和读读数数规规则则从从固固定定刻刻度度部部分分可可读读出出毫毫米米数数和和半半毫毫米米数数,读读数数为为8 mm(半半毫毫米米刻刻度度线线未未露露出出,无无读读数数),再再从从转转动动刻刻度度上
11、上读读出出小小数数部部分分:0.469 mm,其其中中千千分分位位为为估估读读数数,两两部部分分读数相加为读数相加为8.469 mm.评分标准为评分标准为8.4688.470 都给分都给分答案:答案:8.469mm 2021/8/11 星期三18题型二实验器材与电路的选择题型二实验器材与电路的选择例例2(2009广广州州联联考考)在在“测测定定金金属属的的电电阻阻率率”实实验验中中,若若粗粗估估金金属属丝丝的的电电阻阻Rx约约为为3,为为尽尽可可能能减减小小误误差差,要要求求金属金属丝发热丝发热功率功率P0.75 W,备备有的部分有的部分仪仪器有:器有:(1)实实验验中中用用螺螺旋旋测测微微器
12、器测测量量导导线线直直径径时时,可可估估读读到到_mm,用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量导导线线长长度度时时,可可估估读读到到_mm;(2)在在做做该该实实验验时时,下下述述器器材材中中应应选选用用的的是是_(用用字母代替字母代替);2021/8/11 星期三19A6V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1k)E电压电压表表(015 V,内阻,内阻5k)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)2021/8/11 星期
13、三20(3)在虚框内画出在虚框内画出电电路路图图:2021/8/11 星期三21(4)在在图图4中,将各器材中,将各器材连连成成实验电实验电路路图图4 2021/8/11 星期三22解解析析(1)螺螺旋旋测测微微器器可可估估读读到到0.001 mm;毫毫米米刻刻度度尺估读到最小刻度的下一位,即尺估读到最小刻度的下一位,即0.1 mm图图52021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24(4)图图6 答案答案(1)0.0010.1(2)A、B、D、G(3)如图如图5所示所示(4)如图如图6所示所示 2021/8/11 星期三25题题后后反反思思:测测量量电电路路选选择择要要用用比比较
14、较阻阻值值法法确确定定,当当RV/RxRx/RA时时采采取取外外接接法法,反反之之采采取取内内接接法法,控控制制电电路路的的选择;若选择;若RxR0则采取分压式,反之采取限流式则采取分压式,反之采取限流式选选择择仪仪表表、滑滑动动变变阻阻器器一一定定要要遵遵守守安安全全的的原原则则,其其次次,仪表指针偏角要在满偏的仪表指针偏角要在满偏的 ,变阻器要便于控制,变阻器要便于控制2021/8/11 星期三26检检测测一一个个标标示示值值为为5 的的滑滑动动变变阻阻器器可可供供使使用用的的器器材如下:材如下:A待待测测滑滑动动变变阻阻器器Rx,全全电电阻阻约约5(电电阻阻丝丝绕绕制制紧紧密,匝数清晰可
15、数密,匝数清晰可数)B电电流表流表A1,量程,量程0.6 A,内阻,内阻约约0.6 C电电流表流表A2,量程,量程3 A,内阻,内阻约约0.12 D电压电压表表V1,量程,量程15 V,内阻,内阻约约15 k2021/8/11 星期三27E电压电压表表V2,量程,量程3 V,内阻,内阻约约3 kF滑滑动变动变阻器阻器R,全,全电电阻阻约约20 G直流直流电电源源E,电动势电动势3 V,内阻不,内阻不计计H游游标标卡尺卡尺I毫米刻度尺毫米刻度尺J电键电键S、导线导线若干若干2021/8/11 星期三28(1)用用伏伏安安法法测测定定Rx的的全全电电阻阻值值,所所选选电电流流表表为为_(填填“A1
16、”或或“A2”),所所选选电电压压表表为为_(填填“V1”或或“V2”)(2)画画出出测测量量电电路路的的原原理理图图,并并根根据据所所画画原原理理图图将将图图7中中实实物物连连接成接成测测量量电电路路图图72021/8/11 星期三29(3)为为了了进进一一步步测测量量待待测测滑滑动动变变阻阻器器电电阻阻丝丝的的电电阻阻率率,需需要要测测量量电电阻阻丝丝的的直直径径和和总总长长度度,在在不不破破坏坏变变阻阻器器的的前前提提下下,请请设设计计一一个个实实验验方方案案,写写出出所所需需器器材材及及操操作作步步骤骤,并并写出直径和写出直径和总长总长度的表达式度的表达式2021/8/11 星期三30
17、答答案案:(1)在在实实验验中中电电流流不不宜宜过过大大,电电流流表表应应选选A1,电电源的电动势源的电动势3 V,电压表应选,电压表应选V2;(2)电路原理图和对应的实物连接如图电路原理图和对应的实物连接如图8所示;所示;图图82021/8/11 星期三31(3)需要的器材:游标卡尺、毫米刻度尺需要的器材:游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤:主要操作步骤:数出变阻器线圈缠绕匝数数出变阻器线圈缠绕匝数n;用用毫毫米米刻刻度度尺尺(也也可可以以用用游游标标卡卡尺尺)测测量量所所有有线线圈圈的的排列长度排列长度L,可得电阻丝的直径为:,可得电阻丝的直径为:dL/n;用用游游标标卡卡尺尺测测量量变变阻
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