高考物理大一輪復習 實驗七 測定金屬的電阻率課件.ppt

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第七章恒定電流 實驗七測定金屬的電阻率 1 螺旋測微器 1 構造 如圖甲 S為固定刻度 H為可動刻度 2 原理 可動刻度H上的刻度為50等份 旋鈕K每旋轉一周 螺桿P前進或后退0 5mm 則螺旋測微器的精確度為0 01mm 甲 乙 3 讀數(shù) 測量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出 不足半毫米部分由可動刻度讀出 測量值 mm 固定刻度數(shù) mm 注意半毫米刻度線是否露出 可動刻度數(shù) 估讀一位 0 01 mm 如圖乙所示 固定刻度示數(shù)為2 0mm 不足半毫米 從可動刻度上讀的示數(shù)為15 0 最后的讀數(shù)為 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 2 游標卡尺 1 構造 如圖所示 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 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有10個的 20個的 50個的 見下表 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 3 常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題 首先要弄清電表量程 即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或電流值 然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度 按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可 1 0 3V的電壓表和0 3A的電流表讀數(shù)方法相同 此量程下的精確度分別是0 1V或0 1A 看清楚指針的實際位置 讀到小數(shù)點后面兩位 2 對于0 15V量程的電壓表 精確度是0 5V 在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位 即讀到0 1V 3 對于0 0 6A量程的電流表 精確度是0 02A 在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位 這時要求 半格估讀 即讀到最小刻度的一半0 01A 4 電流表 電壓表測電阻兩種方法的比較 電流表分壓U測 Ux UA 電壓表分流I測 Ix IV RA Rx RV Rx 一 實驗目的1 掌握電流表 電壓表和滑動變阻器的使用方法 2 掌握螺旋測微器和游標卡尺的使用和讀數(shù)方法 3 會用伏安法測電阻 進一步測定金屬的電阻率 三 實驗器材被測金屬絲 直流電源 4V 電流表 0 0 6A 電壓表 0 3V 滑動變阻器 50 開關 導線若干 螺旋測微器 毫米刻度尺 四 實驗步驟1 用螺旋測微器在被測金屬絲的三個不同位置各測一次直徑 求出其平均值d 2 按實驗原理圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路 3 用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度 反復測量3次 求出其平均值l 4 把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置 電路經(jīng)檢查確認無誤后 閉合電鍵S 改變滑動變阻器滑片的位置 讀出幾組相應的電流表 電壓表的示數(shù)I和U的值 填入記錄表格內 斷開電鍵S 求出導線電阻Rx的平均值 5 整理儀器 一 伏安法測電阻的電路選擇方法1 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 3 實驗試探法 按如圖所示電路圖接好電路 讓電壓表的一根接線柱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 三 誤差分析1 金屬絲直徑 長度的測量帶來誤差 2 若為內接法 電流表分壓 若為外接法 電壓表分流 四 注意事項1 測量直徑應在導線連入電路前進行 測量金屬絲的長度 應在連入電路后拉直的情況下進行 2 本實驗中被測金屬絲的阻值較小 故采用電流表外接法 3 電流不宜太大 電流表用0 0 6A量程 通電時間不宜太長 以免金屬絲溫度升高 導致電阻率在實驗過程中變大 考點一測量儀器 儀表的讀數(shù) 考點二儀器的選擇和數(shù)據(jù)處理 考點三對誤差分析和實驗原理的考查 考點一測量儀器 儀表的讀數(shù) 17 7 23 85 3 18 2 150 0 02 0 44 0 1 2 20 0 1 1 70 0 5 8 5 2014 高考山東卷 實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導線 某同學想通過實驗測定其實際長度 該同學首先測得導線橫截面積為1 0mm2 查得銅的電阻率為1 7 10 8 m 再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx 從而確定導線的實際長度 考點二儀器的選擇和數(shù)據(jù)處理 可供使用的器材有 電流表 量程0 6A 內阻約0 2 電壓表 量程3V 內阻約9k 滑動變阻器R1 最大阻值5 滑動變阻器R2 最大阻值20 定值電阻 R0 3 電源 電動勢6V 內阻可不計 開關 導線若干 回答下列問題 1 實驗中滑動變阻器應選 填 R1 或 R2 閉合開關S前應將滑片移至 端 填 a 或 b 2 在圖乙所示的實物圖中 已正確連接了部分導線 請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接 3 調節(jié)滑動變阻器 當電流表的讀數(shù)為0 50A時 電壓表示數(shù)如圖丙所示 讀數(shù)為 V 4 導線實際長度為 m 保留2位有效數(shù)字 R2 a 見解析圖 2 30 2 29 2 31均正確 94 93 95均正確 在 測定金屬的電阻率 的實驗中 若待測金屬絲的電阻約為5 要求測量結果盡量準確 提供以下器材供選擇 A 電池組 3V 內阻1 B 電流表 0 3A 內阻0 0125 C 電流表 0 0 6A 內阻0 125 D 電壓表 0 3V 內阻4k E 電壓表 0 15V 內阻15k F 滑動變阻器 0 20 允許最大電流1A G 滑動變阻器 0 2000 允許最大電流0 3A H 開關 導線若干 考點三對誤差分析和實驗原理的考查 1 實驗時應從上述器材中選用 填寫儀器前的字母代號 2 測電阻時 電流表 電壓表 待測金屬絲電阻Rx在組成測量電路時 應采用電流表 選填 外 或 內 接法 待測金屬絲電阻的測量值比真實值偏 選填 大 或 小 3 若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖所示 則讀數(shù)為 mm ACDFH 外 小 0 900 4 若用L表示金屬絲的長度 d表示直徑 測得電阻為R 請寫出計算金屬絲電阻率的表達式 測定金屬的電阻率 實驗的核心是導線電阻的測量 除伏安法外 還有幾種常用的方法 這也是本實驗的主要創(chuàng)新點 1 2015 陜西西工大附中適應性訓練 用以下器材可測量電阻Rx的阻值 A 待測電阻Rx 阻值約為600 B 電源E 電動勢約為6 0V 內阻可忽略不計C 毫伏表V1 量程為0 500mV 內阻r1 1000 D 電壓表V2 量程為0 6V 內阻r2約為10k E 電流表A 量程為0 0 6A 內阻r3約為1 F 定值電阻R0 R0 60 G 滑動變阻器R 最大阻值為150 H 單刀單擲開關S一個 導線若干 方法一 伏伏法 1 測量中要求兩塊電表的讀數(shù)都不小于其量程的1 3 并能測量多組數(shù)據(jù) 請在虛線框中畫出測量電阻Rx的實驗電路圖 答案 測量電路如圖所示 2 若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算Rx 則由已知量和測量量計算Rx的表達式為Rx 式中各符號的意義是 所有物理量用題中代數(shù)符號表示 U1為毫伏表V1的讀數(shù) U2為電壓表V2的讀數(shù) r1為毫伏表的內阻 R0為定值電阻 總結提升 已知內阻的電壓表可當做電流表使用 若量程太小可以配合定值電阻增大其量程 這是設計電路中的高頻考點 2 2015 福建南安模擬 為測定一個待測電阻Rx的阻值 阻值約為200 實驗室提供如下器材 電池組E 電動勢3V 內阻不計電流表A1 量程0 15mA 內阻約為100 電流表A2 量程0 300 A 內阻1000 滑動變阻器R1 阻值范圍0 20 額定電流2A電阻箱R2 阻值范圍0 9999 額定電流1A開關S 導線若干 方法二 安安法 要求實驗中盡可能準確地測量Rx的阻值 請回答下面問題 1 為了測量待測電阻兩端的電壓 可以將電流表 填寫器材代號 與電阻箱串聯(lián) 并將電阻箱阻值調到 這樣可以改裝成一個量程為3 0V的電壓表 2 在方框中畫出完整測量Rx阻值的電路圖 并在圖中標明器材代號 A2 9000 答案 3 調節(jié)滑動變阻器R1 兩表的示數(shù)如圖所示 可讀出電流表A1的示數(shù)是 mA 電流表A2的示數(shù)是 A 測得待測電阻Rx的阻值是 本次測量存在一定的系統(tǒng)誤差 考慮這個原因測量值較真實值 填 偏大 或 偏小 8 0 150 187 5 偏小 總結提升 已知內阻的電流表可當做電壓表使用 若量程太小 配合定值電阻可以增大其量程 這也是電學設計電路的高頻考點 方法三 等效法如圖所示 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)等于待測電阻的阻值 3 某同學測量一個圓柱體的電阻率 需要測量圓柱體的尺寸和電阻 1 分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑 某次測量的示數(shù)如圖甲和乙所示 長度為 cm 直徑為 mm 5 01 5 316 5 310 5 320 2 按圖丙連接電路后 實驗操作如下 將滑動變阻器R1的阻值置于最 處 填 大 或 小 將S2撥向接點1 閉合S1 調節(jié)R1 使電流表示數(shù)為I0 將電阻箱R2的阻值調至最 填 大 或 小 S2撥向接點2 保持R1不變 調節(jié)R2 使電流表示數(shù)仍為I0 此時R2阻值為1280 3 由此可知 圓柱體的電阻為 大 大 1280