《2019版高考物理一輪復習 實驗七 測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019版高考物理一輪復習 實驗七 測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)課件.ppt（38頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

實驗七 測定金屬的電阻率 同時練習使用螺旋測微器 1 實驗目的 1 掌握電流表 電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表 和電壓表的讀數(shù)方法 2 掌握螺旋測微器及游標卡尺的原理及讀數(shù)方法 3 會用伏安法測電阻 進一步測定金屬的電阻率 2 實驗原理歐姆定律和電阻定律 用毫米刻度尺測一段金屬絲的長度l 用螺旋測微器測導線的直徑d 用伏安法測導線的電阻R 1 伏安法測電阻 電流表的內接法和外接法的比較 兩種電路的選擇 a 阻值比較法 先將待測電阻的估計值與電壓表 電流表內阻進行比較 若Rx較小 宜采用電流表外接法 若Rx較大 宜采用電流表內接法 簡單概括為 大內偏大 小外偏小 b 臨界值計算法 c 實驗試探法 按如圖S7 1所示接好電路 讓電壓表一根接線柱P先后與a b處接觸一下 如果電壓表的示數(shù)有較大的變化 而電流表的示數(shù)變化不大 則可采用電流表外接法 如果電流表的示數(shù)有較大的變化 而電壓表的示數(shù)變化不大 則可采用電流表內接法 圖S7 1 2 分壓法和限流法 滑動變阻器兩種接法的對比 分壓和限流電路的選擇原則 a 若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求 即若滑動變阻器阻值調到最大時 待測電阻上的電流 或電壓 仍超過電流表 或電壓表 的量程 或超過待測電阻的額定電流 或電壓 此時 則必須選用分壓式電路 b 若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多 以致在限流電路中 滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時 待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大 此時 應用分壓式電路 3 實驗器材 電壓表 電流表 被測金屬絲 毫米刻度尺 螺旋測微器 直流電源 開關 滑動變阻器 導線等 4 實驗步驟 1 用螺旋測微器在被測金屬導線上的三個不同位置各測一次直徑 求出其平均值d 圖S7 2 2 依照電路圖 如圖S7 2所示 用導線將器材連好 將滑動變阻器的阻值調至最大 3 用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的長度 即有效長度 反復測量3次 求出其平均值l 4 電路經(jīng)檢查確認無誤后 閉合開關S 改變滑動變阻器滑動片的位置 讀出幾組相應的電流值和電壓值 記入記錄表格內 斷開開關S 求出導線電阻R的平均值 5 將測得的R l d值代入電阻率計算公式 計算出金屬導線的電阻率 6 拆去實驗線路 整理好實驗器材 5 數(shù)據(jù)處理 求R的平均值可用兩種方法 第一種是用R U I算出各次的測量值 再取平均值 第二種方法是用圖象法 U I圖線 來求出 若采用圖象法 在描點時 要盡量使各點間的距離拉大一些 連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側 個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮 考點1螺旋測微器和游標卡尺1 螺旋測微器的構造及讀數(shù) 1 螺旋測微器的構造 如圖S7 3所示是常用的螺旋測微器 它的測砧A和固定刻度B固定在U形框架F上 旋鈕K 微調旋鈕K 和可動刻度H 測微螺桿P連在一起 通過精密螺紋套在B上 圖S7 3 2 螺旋測微器的原理 測微螺桿P與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0 5mm 即旋鈕K每旋轉一周 P前進或后退0 5mm 可動刻度H上的刻度為50等份 每轉動一小格 P前進或后退0 01mm 即螺旋測微器的精確度為0 01mm 讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上 因此 螺旋測微器又叫千分尺 3 讀數(shù) 測量時被測物體長度的整數(shù) 或半整數(shù) 毫米數(shù)由 固定刻度讀出 小數(shù)部分由可動刻度讀出 測量值 毫米 固定刻度數(shù) 毫米 可動刻度數(shù) 估讀一 位 0 01 毫米 固定刻度讀數(shù) 半刻度線露出則固定刻度數(shù)應為 5mm 沒露出則為 mm 表示固定刻度水平線下面的刻度數(shù) 可動刻度要估讀 小數(shù)點后應保留三位有效數(shù)字 2 游標卡尺 1 構造 如圖S7 4所示 主尺 游標尺 主尺和游標尺上各有一個內 外測量爪 游標尺上還有一個深度尺 尺身上還有一個緊固螺釘 圖S7 4 2 用途 測量厚度 長度 深度 內徑 外徑 3 原理 利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成 不管游標尺上有多少個小等分刻度 它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm 常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度分別為10 20 50刻度 可準確到0 1mm 0 05mm 0 02mm 如下表所示 4 讀數(shù) 若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù) K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù) 則記錄結果表達為 x K 精確度 mm 典題1 某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度 測量結果如圖S7 5甲和乙所示 該工件的直徑為 cm 高度為 mm 甲 乙 圖S7 5 解析 20分度游標卡尺的精確度為0 05mm 主尺讀數(shù)為12mm 游標尺讀數(shù)為10 0 05mm 0 50mm 游標卡尺的讀數(shù)為12 50mm 1 250cm 螺旋測微器讀數(shù) 固定刻度讀數(shù) 可動刻度讀數(shù) 6 5mm 35 0 0 01mm 6 850mm 答案 1 250 6 850 方法技巧 游標卡尺的讀數(shù)方法 三看 1 第一看 精確度 2 第二看 游標尺上的0刻度線位置 區(qū)分零刻度與標尺 最前端 3 第三看 游標尺的哪條 第n條 第1條記為0 刻度線與 主尺上的刻度線對齊 考點2 內接法與外接法的誤差分析 甲 乙 圖S7 6 解析 根據(jù)串 并聯(lián)電路的特點解題 根據(jù)題意知 答案 Rx1大于 小于 電壓表的分流作用較顯著 故Rx1更接近待測電阻的真實值 題圖甲的測量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值 故Rx1 Rx真 題圖乙的測量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值 故Rx2 Rx真 方法技巧 內接法和外接法可簡記為 內大大 外小小 即內接法適合測量大電阻 測量值偏大 外接法適合測量小電阻 測量值偏小 考點3 基本實驗的考查 典題3 2017年江西九校高三大聯(lián)考 1 某同學要測量一較粗金屬絲的電阻率 他用螺旋測微器測量其直徑如圖S7 7甲所示 由圖可知其直徑為 mm 甲 乙 圖S7 7 2 為準確測量金屬絲的電阻 實驗老師提供了以下實驗器材 A 金屬絲Rx 約300 B 電池組 6V 0 05 C 電流表D 電流表E 電壓表 0 30mA 內阻約10 0 3A 內阻約0 1 0 6V 內阻RV 30k F 滑動變阻器R1 0 5 2A G 滑動變阻器R2 0 25 0 1A H 開關一個 導線若干 該同學根據(jù)所給器材的特點 進行了實驗電路的設計 實驗要求通過金屬絲的電流從零開始增加 則電流表應選擇 滑動變阻器應選擇 填器材前的字母標號 如圖乙所示 該同學只連接了部分導線 請你幫助他完 成實驗電路的連接 該同學在實驗中測得電壓表的讀數(shù)U 電流表的讀數(shù)I 電阻絲的長度L和直徑D 則用測量量和已知量表示Rx 金屬絲電阻率的表達式為 答案 1 4 200 2 C F 如圖D31所示 圖D31 考向1 等效法測電阻 如圖S7 8所示 先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上 讀出電流表示數(shù)I 然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上 調節(jié)電阻箱的阻值 使電流表的示數(shù)仍為I 則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值 圖S7 8 典題4 2017年山東威海模擬 為了測量阻值范圍在200 300 的電阻Rx的阻值 實驗室提供了如下器材 A 電阻箱R 阻值范圍0 999 9 B 毫安表 量程0 3mA 內阻約100 C 直流電源 電動勢約3V 內阻不計 D 兩個單刀單擲開關 導線足量 1 甲同學根據(jù)實驗目的和提供的實驗器材設計出如圖S7 9甲所示的實驗電路 設計的操作步驟如下 甲 乙 圖S7 9 按電路圖連好電路 閉合開關S1 記下毫安表的讀數(shù) 斷開S1 閉合開關S2 調節(jié)電阻箱R的阻值 使毫安表的讀數(shù)和 中相同 記下此時電阻箱的示數(shù)R1 假設該同學的設計合理 則待測電阻Rx 2 另一位同學根據(jù)實驗目的和提供的實驗器材設計出如 圖乙所示的實驗電路 設計的操作步驟如下 按電路圖連好電路 將R調到最大 然后閉合S1 S2 調節(jié)R 使毫安表達到滿偏 記下此時電阻箱的示數(shù)R2 斷開S2 調節(jié)R 仍使毫安表滿偏 記下此時電阻箱的示數(shù)R3 假設該同學的設計合理 則待測電阻Rx 理由是 解析 1 根據(jù)該同學的實驗電路 該同學采用了等效替代法 故待測電阻Rx R1 2 根據(jù)另一位同學的實驗步驟可知 R2 R3 Rx 則Rx R2 R3 3 甲電路中 毫安表的讀數(shù)最小 答案 1 R1 2 R2 R3 3 甲的設計 毫安表超量程 的設計不合理 的示數(shù)為 考向2 半偏法測電流表內阻 電路圖如圖S7 10所示 圖S7 10步驟 1 斷開S2 閉合S1 調節(jié)R0 使 的示數(shù)滿偏為Ig 2 保持R0不變 閉合S2 調節(jié)電阻箱R 使 3 由上可得RA R 特別提醒 當R0 RA時 測量誤差小 此方法比較適合測小阻值的電流表的內阻 且測量值偏小 電源電動勢應選大些 的 這樣 表滿偏時R0才足夠大 閉合S2時總電流變化才足 夠小 誤差才小 典題5 2015年新課標 卷 電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍 某同學利用這一事實測量電壓表的內阻 半偏法 實驗室提供的器材如下 待測電壓表 量程0 3V 內阻約為3000 電阻箱R0 最大阻值為99999 9 滑動變阻器R1 最大阻值100 額定電流2A 電源E 電動勢6V 內阻不計 開關2個 導線若干 1 如圖S7 11所示虛線框內為該同學設計的測量電壓表內 阻的電路圖的一部分 請將電路圖補充完整 圖S7 11 2 根據(jù)設計的電路 寫出實驗步驟 3 將這種方法測出的電壓表內阻記為RV 與電壓表內阻的真實值RV相比 RV 填 或 RV 主要理由是 答案 1 如圖S7 12所示 圖S7 12 2 移動滑動變阻器的滑片 以保證通電后電壓表所在支路分壓最小 閉合開關S1 S2 調節(jié)R1 使電壓表的指針滿偏 保持滑動變阻器滑片的位置不變 斷開S2 調節(jié)電阻箱R0 使電壓表的指針半偏 讀取電阻箱的電阻值 此即為測得的電壓表內阻 3 斷開S2 調節(jié)電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài) 電壓表所在支路總電阻增大 分得的電壓也增大 此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓 故RV RV