高考总复实验测定金属丝的电阻率.ppt
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1、RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(对应学生用书对应学生用书P129)一、实验目的一、实验目的1掌掌握握电电流流表表、电电压压表表和和滑滑动动变变阻阻器器的的使使用用方方法法及及电电流流表表和和电电压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二、实验器材二、实验器材被被测测金金属属丝丝、米米尺尺、螺螺旋旋测测微微器器、电电压压表表、电电流流表表、直直流流电电源源、电键电键
2、、滑、滑动变动变阻器、阻器、导线导线等等RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习四、实验步骤四、实验步骤(1)用用螺螺旋旋测测微微器器在在被被测测金金属属导导线线上上的的三三个个不不同同位位置置各各测测一一次次直直径,求出其平均值径,求出其平均值d.(2)依依照照电电路路图图(如如图图)用用导导线线将将器器材材连连好好,将将滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值调至最大调至最大(3)用用毫毫米米刻刻度度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导导线线的的长长度度,即即有有效长度,反复测量效长度,反复测量3次,求出其平
3、均值次,求出其平均值l.(4)电电路路经经检检查查确确认认无无误误后后,闭闭后后电电键键S,改改变变滑滑动动变变阻阻器器滑滑动动片片的的位位置置,读读出出几几组组相相应应的的电电流流值值和和电电压压值值,记记入入记记录录表表格格内内;断断开开电电键键S,求出导线电阻,求出导线电阻R的平均值的平均值RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习五、注意事项五、注意事项1本本实实验验中中被被测测金金属属导导线线的的电电阻阻值值较较小小,因因此此实实验验电电路路必必须须用用电流表外接法电流表外接法2实实验验连连线线时时,应应先先从从电
4、电源源的的正正极极出出发发,依依次次将将电电源源、开开关关、电电流流表表、待待测测金金属属导导线线、滑滑动动变变阻阻器器连连成成主主干干线线路路(闭闭合合电电路路),然然后后再再把电压表并联在待测金属导线的两端把电压表并联在待测金属导线的两端3测测量量被被测测金金属属导导线线的的有有效效长长度度,是是指指测测量量待待测测导导线线接接入入电电路路的的两两个个端端点点之之间间的的长长度度,亦亦即即电电压压表表两两端端点点间间的的部部分分待待测测导导线线长长度度,测测量时应将导线拉直量时应将导线拉直4测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量5闭闭合合开开关关S
5、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片片处处在在有有效效电电阻阻值最大的位置值最大的位置RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习6在在用用伏伏安安法法测测电电阻阻时时,通通过过待待测测导导线线的的电电流流I不不宜宜过过大大(电电流流表表用用00.6 A量量程程),通通电电时时间间不不宜宜过过长长,以以免免金金属属导导线线的的温温度度明明显显升升高高,造造成成其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7求求R的的平平均均值值可可用用两两种种方方法法:第第一一种种是是用用RU/I算算出出各各次次的的测测量量值值,再再取取平平均均值值;第第二二种种方方
6、法法是是用用图图象象法法(UI图图线线)来来求求出出若若采采用用图图象象法法,在在描描点点时时,要要尽尽量量使使各各点点间间的的距距离离拉拉大大一一些些,连连线线时时要要尽尽可可能能地地让让各各点点均均匀匀分分布布在在直直线线的的两两侧侧,个个别别明明显显偏偏离离较较远远的的点点可可以以不不予予考考虑虑RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习两两个个定定律律把把定定,测测U测测I测测直直径径,l测测量量莫莫松松动动,为为减减误误差差外外接接,通过电流要适宜,变阻器使用记心中,通过电流要适宜,变阻器使用记心中RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物
7、理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(对应学生用书对应学生用书P130)要点一要点一螺旋测微器和游标卡尺的使用螺旋测微器和游标卡尺的使用1.螺旋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下下图图所所示示是是常常用用的的螺螺旋旋测测微微器器它它的的小小砧砧A和和固固定定刻刻度度S固固定定在在框框架架F上上旋旋钮钮K、微微调调旋旋钮钮K和和可可动动刻刻度度H、测测微微螺螺杆杆P连连在在一一起起,通通过过精密螺精密螺纹纹套在套在S上上RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(2)螺旋螺旋测测微器的原理微器的原理测测 微微 螺螺 杆杆
8、 P与与 固固 定定 刻刻 度度 S之之 间间 的的 精精 密密 螺螺 纹纹 的的 螺螺 距距 为为 0.5 mm,即即旋旋钮钮K每每旋旋转转一一周周,P前前进进或或后后退退0.5 mm,而而可可动动刻刻度度H上上的的刻刻度度为为50等等份份,每每转转动动一一小小格格,P前前进进或或后后退退0.01 mm.即即螺螺旋旋测测微微器器的的精精确确度度为为0.01 mm.读读数数时时估算到毫米的千分位上,因此,螺旋估算到毫米的千分位上,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物体体长长度度的的整整毫毫米米数数由由固固定定刻刻度度读读出出,小小数部分由可数部分由
9、可动动刻度刻度读读出出测测量量值值(毫毫米米)固固定定刻刻度度数数(毫毫米米)(注注意意半半毫毫米米刻刻线线是是否否露露出出)可可动动刻度数刻度数(估估读读一位一位)0.01(毫米毫米)如如右右图图所所示示,固固定定刻刻度度示示数数为为2.0 mm,不不足足半半毫毫米米而而从从可可动动刻刻度度上上读读的的示示数数为为15.0,最最后后的的读读数数为为:2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习2游游标标卡尺卡尺(如下如下图图所示所示)(1)构构造造:主主尺尺、游游标标尺尺(主主尺尺和和游游标标尺尺上上各各有有一一个个内内外外测测
10、量量爪爪)、游游标标尺上尺上还还有一个深度尺,尺身上有一个深度尺,尺身上还还有一个有一个紧紧固螺固螺钉钉(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RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(3)原原理理:利利用用主主尺尺的的最最小小分分度度与与游游标标尺尺的的最最小小分分度度的的差差值值制制成成不不管管游游标标尺尺上上有有多多少少个个小小等等分分刻刻度度,它它的的刻刻度度部部分分的的总总长长度度比比主主尺尺上上的的同同样样多多的的小小等等分分刻刻度度少少1 mm.常常见见的的游游标标卡卡尺尺的的游游标标尺尺上上小小等等分分刻刻度度有有10个
11、个的的、20个个的的、50个个的的,见见下表:下表:(4)读读数数:若若用用x表表示示由由主主尺尺上上读读出出的的整整毫毫米米数数;K表表示示从从游游标标尺尺上上读读出出与与主主尺尺上上某某一一刻刻线线对对齐齐的的游游标标的的格格数数,则则记记录录结结果果表表达达为为(xK精确度精确度)mm.刻度格数刻度格数(分度分度)刻度总长度刻度总长度每小格与每小格与1 mm的差值的差值精确度精确度(可准确到可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mmRJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(2011江江
12、苏苏南南通通月月考考)用用螺螺旋旋测测微微器器测测圆圆柱柱体体的的直直径径时时,示示数数如如右右图图甲甲所所示示,此此示示数数为为_mm.用用游游标标为为50分分度度的的卡卡尺尺(测测量量值值可可准准确确到到0.02 mm)测测定定某某圆圆柱柱的的直直径径时时,卡卡尺尺上上的的示示数数如如下下图图乙乙所所示示,可可读读出出圆圆柱柱的的直径直径为为_mm.RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习解解析析 螺螺旋旋测测微微器器读读数数时时,首首先先要要明明确确其其精精确确度度为为0.01 mm,读读取取固固定定刻刻度度上上的的数数值值时时,要要看看半半毫毫米米刻刻度度线线是是否否露
13、露出出;游游标标卡卡尺读数时应注意精确度、单位,读法为主尺读数加游标卡尺读数尺读数时应注意精确度、单位,读法为主尺读数加游标卡尺读数对图甲,读数是对图甲,读数是(811.60.01)mm8.116 mm,对图乙,读数是对图乙,读数是(4260.02)mm42.12 mm.答案答案8.11642.12RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习要点二要点二测量电路的选择测量电路的选择1.伏伏 安安 法法 测测 量量 电电 路路 有有 两两 种种:安安 培培 表表 内内 接接 法法 和和 外外 接接 法法.电流表的内接法和外接法的讨论如下表所示电流表的内接法和外接法的讨论如下表所示.R
14、JRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习2.电电流表内接法与外接法的流表内接法与外接法的选择选择方法方法(1)直直 接接 比比 较较 法法:当当 RxRA时时 用用 内内 接接 法法,当当 RxRA时时用用外外接接法法本本实实验验一一般般选选择择3伏伏电电源源,3伏伏挡挡伏伏特特表表(内内阻阻为为3千千欧欧或或1千千欧欧),安安培培表表0.6安安挡挡(内内阻阻约约为为0.1欧欧),金金属属丝丝电电阻阻大大约约5欧欧10欧欧,显显然然应应取取外外接接法法,但但待待测测电电阻阻往往往往不不很很直直观观,这这就就需需要要用用下下面面两两种种方方法法确确定定测测量量电电路路RJRJ版版
15、物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(3)测测试试判判断断法法:当当Rx、RA、Rv大大约约值值都都不不清清楚楚就就用用测测试试判判断断法法如如右右图图所所示示,将将单单刀刀双双掷掷开开关关S分分别别接接触触a点点和和b点点,若若看看到到安安培培表表示示数数变变化化比比伏伏特特表表示示数数变变化化大大,则则说说明明伏伏特特表表分分流流影影响响较较大大,应应该该选选内内接接法法;若若伏伏特特表表示示数数变变化化比比安安培培表表示示数数变变化大,化大,则说则说明安培表降明安培表降压压影响影响较较大,大,应该选应该选外接法外接法RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版
16、版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习3两种用法的两种用法的选择选择如如果果滑滑动动变变阻阻器器的的额额定定电电流流够够用用,在在下下列列三三种种情情况况下下必必须须采采用用分分压压接法:接法:(1)用用电电器的器的电压电压或或电电流要求从零开始流要求从零开始连续连续可可调调(2)要要求求用用电电器器的的电电压压或或电电流流变变化化范范围围大大,但但滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值小小(3)采采用用限限流流接接法法时时限限制制不不住住,电电表表总总超超量量程程,用用电电器器总总超超额额定定值值在在安安全全(I滑滑额额够够大大,仪仪
17、表表不不超超量量程程,用用电电器器上上的的电电流流、电电压压不不超超额额定定值值,电电源源不不过过载载)、有有 效效(调调 节节 范范 围围 够够 用用)的的 前前 提提 下下,若若 R用用R0,原原则则上上两两种种电电路路均均可可采采用用,但但考考虑虑省省电电、电电路路结结构构简简单单,可可优优先先采采用用限流接法;而若限流接法;而若R用用R0,则则只能采用分只能采用分压电压电路路RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(2011天天 津津)某某 同同 学学 测测 量量 阻阻 值值 约约 为为 25 k的的 电电 阻阻 Rx,现备现备有下列器材:有下列器材:A电电流表流表(量
18、程量程100 A,内阻,内阻约约2 k);B电电流表流表(量程量程500 A,内阻,内阻约约300);C电压电压表表(量程量程15 V,内阻,内阻约约100 k);D电压电压表表(量程量程50 V,内阻,内阻约约500 k);E直流直流电电源源(20 V,允,允许许最大最大电电流流1 A);F滑滑动变动变阻器阻器(最大阻最大阻值值1 k,额额定功率定功率1 W);G电键电键和和导线导线若干若干RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习电电流表流表应选应选_,电压电压表表应选应选_(填字母代号填字母代号)该该同同学学正正确确选选择择仪仪器器后后连连接接了了以以下下电电路路,为为保保
19、证证实实验验顺顺利利进进行行,并并使使测测量量误误差差尽尽量量减减小小,实实验验前前请请你你检检查查该该电电路路,指指出出电电路路在在接接线线上上存在的存在的问题问题:_;_.RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习解解析析根根据据电电源源电电动动势势先先选选择择电电压压表表,再再根根据据电电路路中中的的最最大大电电流流选选择择电电流流表表,根根据据电电流流表表、电电压压表表的的内内阻阻选选择择电电流流表表内内接接法法实实验验电电路路,为为尽尽量量减减小小实实验验误误差差,测测量量多多组组数数据据便便于于作作图图法法处处理理数数据据等等操操作作,滑滑动动变变阻阻器器内内阻阻远远
20、小于待测电阻,故采用分压式接法小于待测电阻,故采用分压式接法答答 案案 B;C电电 流流 表表 应应 采采 用用 内内 接接 的的 方方 法法 滑滑动变动变阻器阻器应应采用分采用分压压式接法式接法RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(对应学生用书对应学生用书P131)题型一题型一实验数据的处理实验数据的处理例例1 某某实实验验小小组组利利用用实实验验室室提提供供的的器器材材探探究究一一种种金金属属丝丝的的电电阻阻率率所所用用的的器器材材包包括括:输输出出为为3 V的的直直流流稳稳压压电电源源、理理想想电电流流表表、待待测测金金属属丝丝、螺螺旋旋测测微微器器(千千分分尺尺)、
21、米尺、米尺、电电阻箱、开关和阻箱、开关和导线导线等等(1)他他们们截截取取了了一一段段金金属属丝丝,拉拉直直后后固固定定在在绝绝缘缘的的米米尺尺上上,并并在在金金属属丝丝上上夹夹上上一一个个小小金金属属夹夹,金金属属夹夹可可在在金金属属丝丝上上移移动动请请根根据据现现有有器器材,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甲甲 RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(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
22、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)该该小小组组测测得得电电流流与与金金属属丝丝接接入入长长度度关关系系的的数数据据,并并据据此此绘绘出出了了 图图 乙乙 的的 关关 系系 图图 线线,其其 斜斜 率率 为为 _A1m1(保保留留三三位位有有效效数数字字);图图线线纵纵轴轴截截距距与与电电源源电电动动势势的的乘乘积积代代表表了了_的的电电阻之和阻之和(4)他他们们使使用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量金金属属丝丝的的直直径径,示示数数如如图图所所示示金金属属丝丝的的直直径径是是_图图乙乙中中图图线线的的斜斜率率、电电源源电电动动势势
23、和和金金属属丝丝横横截截面面积积的的乘乘积积代代表表的的物物理理量量是是_,其其数数值值和和单单位位为为_(保保留留三位有效数字三位有效数字)RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习尝尝试试解解答答根根据据题题给给的的器器材材可可将将电电流流表表、金金属属丝丝、电电阻阻箱箱与与开开关关串串联联后后接接在在稳稳压压电电源源上上如如图图所所示示设设电电源源内内阻阻为为r,电电阻阻箱箱读读数数为为R,金金属属丝丝接接入入电电路路部部分分电阻为电阻为Rx,由闭合电路欧姆定律得,由闭合电路欧姆定律得EI(RrRx)由电阻定律由电阻定律RxL/S联立解得联立解得EI(RrL/S)变形得变形
24、得1/IL/ES(Rr)/ERJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习答案答案(1)电电路路图图和和实实物物连线图连线图如上如上图图所示所示(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)10.5(10.510.6都都对对)金属金属丝丝接入接入长长度度为为0时时全全电电路路(4)0.200 mm(0.1980.202 mm都都对对)金金属属丝丝的的电电阻阻率率9.89107 m(9.89107 m9.98107 m都都对对)RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习题型二题型二电阻的测量方法的迁移电阻的测量方法的迁移例例2 (2011福福建建古古田田一一
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