【名师同步导学】2013-2014学年高中物理 第2章 第6节 第2课时 实验：测定金属的电阻率课件 新人教版选修3-1.ppt

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1、同步导学方案课后强化演练第第2课时实验：测定金属的电阻率课时实验：测定金属的电阻率一、实验目的一、实验目的1学会使用电流表和电压表以及正确读数学会使用电流表和电压表以及正确读数2学会使用螺旋测微器以及正确读数学会使用螺旋测微器以及正确读数3掌握测定金属电阻率的方法掌握测定金属电阻率的方法实 验 要 点 精 讲对应学生用书对应学生用书P60二、实验原理二、实验原理1螺旋测微器螺旋测微器(1)构构造造原原理理：螺螺旋旋测测微微器器是是测测量量长长度度的的仪仪器器之之一一在在实实验验中中常常用用它它测测量量小小球球的的直直径径、金金属属丝丝的的直直径径和和薄薄板板的的厚厚度度等等用用它它测测量量长长

2、度度，可可以以精精确确到到0.01 mm，还还可可以以估估读读到到0.001 mm(即即毫毫米米的的千千分分位位)，因因此此螺螺旋旋测测微微器器又又称为千分尺称为千分尺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B固固定定在在框框架架C上上，旋旋钮钮D、微微调调旋旋钮钮D和和可可动动刻刻度度E、测测微微螺螺杆杆F连连在在一一起起，通通过过精精密密螺螺纹纹套套在在B上上精精密密螺螺纹纹的的螺螺距距是是0.5 mm，即即每每旋旋转转一一周周，F前前进进或或后后退退0.5 mm.可可动动刻刻度度分分成成50等等份份每每一一等等份份表表示示0.1 mm，即

3、即可可动动刻刻度度每每转转过过1等等份份，F前前进进或或后后退退0.01 mm，因因此此，从从可可动动刻刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.(2)使使用用方方法法：a.找找出出零零误误差差测测物物前前将将两两小小砧砧并并拢拢，如如果果可可动动刻刻度度的的零零刻刻线线正正好好在在固固定定的的零零刻刻线线上上，零零误误差差为为零零；如如果果可可动动刻刻度度的的零零刻刻线线在在固固定定零零刻刻线线之之上上n小小格格，应在读数中加上应在读数中加上0.01n(mm)，反之则减去，反之则减去0.01n(mm)b将将待待测测物物体体放放在在两两小

4、小砧砧之之间间，旋旋动动旋旋钮钮直直至至可可动动小小砧砧快快靠靠近近被被测测物物体体时时，改改用用微微调调调调至至可可动动小小砧砧紧紧靠靠物物体，当听到体，当听到“咔咔咔咔”声后，止动，即可读数声后，止动，即可读数c待待测测物物体体长长度度的的整整的的毫毫米米数数从从固固定定刻刻度度上上读读出出，小数部分由可动刻度读出小数部分由可动刻度读出(3)注意事项：注意事项：a读读数数时时要要注注意意固固定定刻刻度度尺尺上上表表示示半半毫毫米米的的刻刻度度线线是否已经露出是否已经露出b由由螺螺旋旋测测微微器器读读数数时时必必须须估估读读一一位位，即即估估读读到到0.001 mm这一位上这一位上 三、实验

5、器材三、实验器材直直流流电电流流表表(00.6 A)、直直流流电电压压表表(03 V)、电电池池(3 V)、滑滑动动变变阻阻器器(010)、长长约约1 m的的金金属属丝丝、开开关关1只、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器只、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器四、实验步骤四、实验步骤1用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量金金属属丝丝的的长长度度l，测测三三次次取取平平均均值值2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，在在不不同同位位置置，测量三次，取平均值，并算出金属丝的横截面积测量三次，取平均值，并算出金属丝的横截面积S.五、数据处理五、数据处理1金属导线直径的读数金属导线直径的读数

6、(1)特别小心半刻度是否露出特别小心半刻度是否露出(2)因因螺螺旋旋测测微微器器的的精精确确度度为为0.01 mm，可可动动刻刻度度上上对对齐齐的的格格数数需需要要估估读读，所所以以，若若以以毫毫米米为为单单位位的的话话，最最后一位应出现在小数点后的第三位上后一位应出现在小数点后的第三位上(3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d.2金属丝长度的测量金属丝长度的测量(1)应测量接入电路中的有效长度；应测量接入电路中的有效长度；(2)因因为为用用的的是是毫毫米米刻刻度度尺尺，读读数数时时要要读读到到毫毫米米的的下下一位一位(别忘记估读别忘记估读)；(3)

7、把把3次测量值求平均值作为长度次测量值求平均值作为长度l.3电阻电阻R的测量值确定的测量值确定方法一、平均值法：方法一、平均值法：可可以以将将每每次次测测量量的的U、I分分别别计计算算出出电电阻阻，再再求求出出电电阻的平均值，作为测量结果阻的平均值，作为测量结果方法二、图象法：方法二、图象法：可可建建立立UI坐坐标标系系，将将测测量量的的对对应应U、I值值描描点点作作出出图图象，利用图象斜率来求出电阻值象，利用图象斜率来求出电阻值R.六、注意事项六、注意事项1为为了了方方便便，应应在在金金属属导导线线连连入入电电路路前前测测导导线线直直径径，为为了了准准确确，应应测测量量拉拉直直悬悬空空的的连

8、连入入电电路路的的导导线线的的有有效效长长度度，且各测量三次，取平均值且各测量三次，取平均值2测测量量电电路路应应选选用用电电流流表表外外接接法法，且且测测电电阻阻时时，电电流流不不宜宜过过大大，通通电电时时间间不不宜宜太太长长，因因为为电电阻阻率率随随温温度度而而改改变变3为为准准确确求求出出R的的平平均均值值，应应多多测测几几组组U、I数数值值，然后采用然后采用UI图象法求出电阻图象法求出电阻4滑滑动动变变阻阻器器用用限限流流式式接接法法就就可可以以满满足足该该实实验验的的要要求求七、误差分析七、误差分析1测测量量误误差差：测测量量金金属属丝丝的的直直径径、长长度度以以及及电电流流、电压时

9、出现读数误差电压时出现读数误差2由由于于采采用用电电流流表表外外接接法法，电电压压表表的的分分流流，造造成成电电阻阻测测量量值值偏偏小小(若若误误用用内内接接法法，则则电电流流表表分分压压影影响响更更大大)3通通电电电电流流太太大大，或或时时间间太太长长，致致使使金金属属丝丝发发热热，电阻率随之变化电阻率随之变化.(2013贵贵阳阳高高二二检检测测)在在“测测定定金金属属丝丝电电阻阻率率”的实验中，需要测出其长度的实验中，需要测出其长度L、直径、直径d和电阻和电阻R.(1)用用螺螺旋旋测测微微器器测测金金属属丝丝直直径径时时读读数数如如图图甲甲，则则金金属丝的直径为属丝的直径为_ mm.解 题

10、 方 法 指 导对应学生用书对应学生用书P61(2)若若用用图图乙乙测测金金属属丝丝的的电电阻阻，则则测测量量结结果果将将比比真真实实值值_(选填选填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)(3)用用电电压压表表和和电电流流表表测测金金属属丝丝的的电电压压和和电电流流时时读读数数如如图图，则则电电压压表表的的读读数数为为_V，电电流流表表的的读读数数为为_A.【解解析析】(1)螺螺旋旋测测微微器器的的读读数数为为(00.50.0119.7)mm0.697 mm(0.696 mm,0.698 mm也对也对)(2)图乙中电流表采用外接法，故测量值偏小图乙中电流表采用外接法，故测量值偏小(3)电电压压表表精精

11、度度为为0.1 V，其其读读数数为为2.60 V；电电流流表表精精度为度为0.02 A，其读数为，其读数为0.52 A.【答案答案】(1)0.697(0.696、0.698也对也对)(2)偏小偏小(3)2.600.52有有一一螺螺旋旋测测微微器器，螺螺距距为为0.5 mm，可可动动刻刻度度一一周周共共50小小格格当当测测微微螺螺杆杆与与测测砧砧并并拢拢时时，可可动动刻刻度度的的零零刻刻线线恰恰与与固固定定刻刻度度的的零零刻刻线线对对齐齐今今使使可可动动刻刻度度旋旋转转60，则则此此时时测测微微器器的的读读数数为为_若若用用它它测测一一螺螺栓栓外外径径，刻刻度度位位置置如如图图所所示示，则可知其

12、外径为则可知其外径为_ (2013江江门门联联考考)在在“测测定定金金属属的的电电阻阻率率”的的实实验验中中，用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量金金属属丝丝直直径径时时的的刻刻度度位位置置如如图图所所示示，用用米米尺尺测测出出金金属属丝丝的的长长度度L，金金属属丝丝的的电电阻阻大大约约为为5，先先用用伏伏安安法法测测出出金金属属丝丝的的电电阻阻R，然然后后根根据据电电阻阻定律计算出该金属材料的电阻率定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为_mm.(2)为为此此取取来来两两节节新新的的干干电电池池、电电键键和和若若干干导导线线及及下下列器材：列器材：A电压

13、表电压表03 V，内阻，内阻10 kB电压表电压表015 V，内阻，内阻50 kC电流表电流表00.6 A，内阻，内阻0.05 D电流表电流表03 A，内阻，内阻0.01 E滑动变阻器，滑动变阻器，010 F滑动变阻器，滑动变阻器，0100 要要求求较较准准确确地地测测出出其其阻阻值值，电电压压表表应应选选_，电电流流表表应应选选_，滑滑动动变变阻阻器器应应选选_(填填序号序号)实实验验中中某某同同学学的的实实物物连连线线如如图图所所示示，请请指指出出该该同同学实物接线中的两处明显错误学实物接线中的两处明显错误 错误错误1_；错误错误2_.【解解析析】(1)从从螺螺旋旋测测微微器器的的固固定定

14、刻刻度度上上可可以以看看出出，半半毫毫米米刻刻度度线线已已经经露露出出来来，因因此此主主尺尺上上应应读读0.5 mm，可可动动刻刻度度上上接接近近第第18个个刻刻度度线线，可可以以估估读读0.180 mm(或或0.179 mm)，所所以以该该金金属属丝丝直直径径应应为为0.5 mm0.180 mm(或或0.179 mm)0.680 mm(或或0.679 mm)(2)由由电电路路图图知知电电源源是是两两节节干干电电池池，电电动动势势是是3 V，用用3 V量量程程的的电电压压表表A；因因为为电电阻阻丝丝的的电电阻阻大大约约为为5，如如果果把把3 V的的电电动动势势全全加加在在电电阻阻丝丝上上，电电

15、流流才才是是0.6 A，因因此此用用量量程程是是0.6 A的的电电流流表表C；此此题题中中金金属属丝丝的的电电阻阻大大约约为为5，为了减小实验误差，应选，为了减小实验误差，应选10 的滑动变阻器的滑动变阻器E.【答答案案】(1)0.680(或或0.679)(2)ACE错错误误1：导导线线连连接接在在滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片上上错错误误2：采采用用了电流表内接法了电流表内接法耗电因素：一般较少用到耗电因素：一般较少用到(2)变变阻阻器器的的选选择择：除除了了搞搞清清限限流流法法和和分分压压法法外外，在在分分压压接接法法中中，应应选选择择电电阻阻小小而而额额定定电电流流大大的的变变阻阻器器

16、；在在限限流流接接法法中中，应应选选择择电电阻阻值值与与电电路路中中其其他他电电阻阻比比较较接接近近的变阻器的变阻器(3)对对器器材材选选择择的的一一般般步步骤骤：先先找找出出实实验验中中唯唯一一性性器器材材；画画出出实实验验原原理理图图；估估算算待待测测电电路路中中的的I、U的的最最大大值值；考考虑虑能能否否使使电电流流表表和和电电压压表表有有较较大大角角度度的的偏偏转转；选选择择合合适适量量程程的的电电压压表表和和电电流流表表，合合适适阻阻值值的的滑滑动变阻器，电动势合适的电源动变阻器，电动势合适的电源(2013咸咸宁宁高高二二检检测测)在在做做“测测定定金金属属的的电电阻阻率率”的的实实

17、验验时时，需需要要对对金金属属丝丝的的电电阻阻进进行行测测量量，已已知知金金属属丝丝的的电电阻阻值值Rx约约为为20.一一位位同同学学用用伏伏安安法法对对这这个个电电阻阻的的阻阻值值进进行行了了比比较较精精确确的的测测量量，这这位位同同学学想想使使被被测测电电阻阻Rx两两端的电压变化范围尽可能的大他可选用的器材有：端的电压变化范围尽可能的大他可选用的器材有：电源电源E：电动势为：电动势为8 V，内阻为，内阻为1.0；电流表电流表A：量程：量程0.6 A，内阻约为，内阻约为0.50；电压表电压表V：量程：量程10 V，内阻约为，内阻约为10 k；滑动变阻器滑动变阻器R：最大电阻值为：最大电阻值为

18、5.0；开关一个，导线若干开关一个，导线若干(1)根根据据上上述述条条件件，测测量量时时电电流流表表应应采采用用_(选填选填“外接法外接法”或或“内接法内接法”)(2)在方框内画出实验电路图在方框内画出实验电路图(3)若若在在上上述述实实验验中中，电电流流表表的的示示数数为为I，电电压压表表的的示示数数为为U，且且电电流流表表内内阻阻RA、电电压压表表内内阻阻RV均均为为已已知知量量，用测量物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式用测量物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式Rx_.解解析析：(1)待待测测电电阻阻约约为为20，是是电电流流内内阻阻的的40倍倍，但电压表内阻是待测电阻的但电压表内阻是待测电阻的500倍，故采用外接法倍，故采用外接法(2)因因为为要要使使Rx两两端端的的电电压压变变化化范范围围尽尽可可能能的的大大，所所以滑动变阻器要采用分压式，电路图如图所示以滑动变阻器要采用分压式，电路图如图所示