高中物理 3.5实验1：测定金属的电阻率课件 鲁科版选修31.ppt

实验1测定金属的电阻率 1 学会使用螺旋测微器及正确读数 2 学会用伏安法测电阻 3 测定金属的电阻率 4 掌握滑动变阻器的两种使用方法 2 读数原理 精密螺纹的螺距为0 5mm 即d每旋转一周 f前进或后退0 5mm 可动刻度e上的刻度为50等分 每一小格表示0 01mm 因此用它测量长度可以准确到0 01mm 测量时被测长度的整毫米数或半毫米数 若表示半毫米的刻线已露出 由固定刻度上读出 小于0 5mm的部分由可动刻度e读出 3 读数公式 固定刻度b上的整毫米数 0 5mm 判断是否露出 0 01mm 对齐格数 估读 4 注意事项 1 测量时 当f将要接触被测物体时 要停止使用d 改用d 以避免f和被测物体间产生过大的压力 这样 既可以保护仪器又能保证测量结果准确 2 读数时 要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出 读数时要准确到0 01mm 估读到0 001mm即测量结果若用mm为单位 则小数点后面必须保留三位 3 测量圆柱体直径时 应在三个不同位置上各测量一次 求出它们的平均值 4 测量完毕应用软布将千分尺擦拭干净 并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后 再放入盒内 2 电路的两种接法 3 选择电流表内 外接的常用方法 1 直接比较法 适用于rx ra rv的大小大致可以估计 当rx ra时 采用电流表内接法 当rx rv时 采用电流表外接法 即大电阻用电流表内接法 小电阻用电流表外接法 可记忆为 大内小外 3 试触法 适用于rx rv ra的阻值关系都不能确定的情况 如下图所示 把电压表的接线端分别接b c两点 观察两电表的示数变化 若电流表的示数变化明显 说明电压表的分流对电路影响大 应选用电流表内接法 若电压表的示数有明显变化 说明电流表的分压作用对电路影响大 所以应选电流表外接法 被测金属导线 螺旋测微器 米尺 电压表 电流表 直流电源 开关 滑动变阻器 导线若干 一 测量直径用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一次直径 求出其平均值d 二 连接电路及测量1 按右图所示电路图连结好用伏安法测电阻的实验电路 2 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度 反复测量3次 求出其平均值l 3 把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置 电路经检查确认无误后 闭合开关s 改变滑动变阻器滑片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u的值 填入记录表格内 断开开关s 求出导线电阻r的平均值 1 本实验中被测金属导线的电阻值较小 因此实验电路必须用电流表外接法 2 实验连线时 应先从电源的正极出发 依次将电源 开关 电流表 待测金属导线 滑动变阻器连成主干线路 闭合电路 然后再把电压表并联在待测金属导线的两端 3 测量被测金属导线的有效长度 是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度 亦即电压表两端点间的待测导线长度 测量时应将导线拉直 4 在用伏安法测电阻时 通过待测导线的电流强度i不宜过大 电流表用0 0 6a量程 通电时间不宜过长 以免金属导线的温度明显升高 造成其电阻率在实验过程中逐渐增大 5 求r的平均值可用两种方法 第一种是用r u i算出各次的测量值 再取平均值 第二种是用图象 u i图线 来求出 若采用图象法 在描点时 要尽量使各点间的距离拉大一些 连线时要尽可能的让各点均匀分布在直线的两侧 个别明显偏离较远的点可以不予考虑 1 测量金属丝直径时出现误差 1 金属丝本身直径并不严格均匀 2 螺旋测微器本身有误差 3 读数时观测有误差 因此测量时要在金属丝的不同部位 且不同方向上多测几次 2 测量金属丝长度时出现误差 1 长度为接入电路的有效长度 2 读数时观测有误差 因此要把金属丝拉紧拉直 测量时在接线柱压线处测 多测几次 3 电阻r测量本身有误差 因用外接法r测 r真 因此 测 真 4 通电电流过大 时间过长 金属丝发热 电阻率变化 测量时要迅速果断 避免其发热 在用螺旋测微器测金属丝的直径时 如下图所示 1 da db dc分别为多少 2 下列说法正确的是 a 千分尺精度为千分之一毫米b 千分尺能准确测量金属丝直径c 上面的da db dc可能是同一同学分别测量同一根金属丝的三个不同位置得到的结果 误差较大d 上面的da db dc可能是三个同学分别测量三根不同金属丝直径得到的结果 误差不一定较大 解析 1 a 中da 4 5mm 23 6 0 01mm 4 736mm b 中db 4mm 15 0 0 01mm 4 150mm c 中dc 7 5mm 3 0 0 01mm 7 530mm 2 千分尺的精度0 5mm 50 0 01mm 可以读到千分之一毫米 a错 能较为精确地测量金属丝的直径 但也会有误差 b错 da db dc三个数值相差太大不可能是同一根金属丝直径的三次测量结果 可能是测量三根不同金属丝的结果 且误差不一定大 c错 d对 答案 1 4 736mm4 150mm7 530mm 2 d 1 某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径 测微器的示数如下图所示 该金属丝直径的测量值为 mm 2 在 测定金属的电阻率 的实验中 被测金属丝的电阻大约为6 现先用刻度尺测出金属丝的长度l 接着用螺旋测微器测量金属丝直径d 再用伏安法测出金属丝两端的电压u和通过金属丝的电流i 计算出它的电阻 最后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 在用伏安法测定金属丝的电阻时 除被测的电阻丝外 还有如下供选择的实验器材 直流电源e 电动势约4 5v 内阻很小 电流表a1 量程0 0 6a 内阻为0 125 电流表a2 量程0 3 0a 内阻为0 025 电压表v1 量程0 3v 内阻为3k 电压表v2 量程0 15v 内阻为15k 滑动变阻器r1 最大阻值10 允许通过的最大电流为0 2a 滑动变阻器r2 最大阻值20 允许通过的最大电流为1 0a 开关 导线等 要求有较高的测量精度 并能测得多组数据 在可供选择的器材中 应该选用的电流表是 应该选用的电压表是 应该选用的滑动变阻器是 根据所选的器材 如下图所示虚线框中画出实验电路图 写出用测得的物理量表示的计算电阻率的表达式 用字母表示 解析 1 先读出固定刻度的整毫米数 再看半刻度是否露出 若已露出 加上0 5mm 然后再读出可动刻度上的格数 0 01mm 则读数为 2mm 0 5mm 29 3 0 01mm 2 793mm 2 由实验器材中知电源电动势约为4 5v 实验用的金属丝电阻一般较小 干路中的最大电流大约只有零点几安 故电流表选a1 电压表选v1 滑动变阻器r1的最大电流0 2a太小 影响测量的范围 所以滑动变阻器选r2 1 测金属的电阻率实验中 下列操作正确的是 a 若待测金属导线是漆包线 应用火烧去表面的漆皮 轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径 两端接头部分用砂布打磨干净 保证接触良好b 用米尺反复3次测量导线的总长 求其平均值 然后将导线接入电路中c 估计待测金属线电阻值大小 选择合适仪器和实验电路d 闭合开关s 不断增大变阻器接入电路的有效阻值 记录几组对应的电流值和电压值 计算导线的电阻r 答案 ac 2 如右图给出了用电压表 电流表测量同一导体电阻的两种电路图 考虑电流表 电压表内阻的影响 测量时把电压表示数u和电流表示数i的比值作为电阻的测量值即r u i 这种方法叫伏安法 则下列关系关于r的测量值说法中正确的是 a 甲 乙两种电路测量值一样大b 甲种电路测量值比真实值偏大c 乙种电路测量值比真实值偏大d 乙种电路测量值比真实值偏小 答案 c 答案 b 4 用伏安法测电阻 可采用下图所示的甲 乙两种接法 如所用电压表内阻为5000 电流表内阻为0 5 1 当测量100 左右的电阻时 宜采用 电路 2 现采用乙电路测量某电阻的阻值时 两电表的读数分别为10v 0 5a 则此电阻的测量值为 真实值为 答案 1 甲 2 2020 08 5 在 测定金属的电阻率 实验中 某同学进行了如下测量 1 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度 测量3次 求出其平均值l 其中一次测量结果如下图甲所示 金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐 图中读数为 cm 用螺旋测微器测量金属丝的直径 选不同的位置测量3次 求出其平均值d 其中一次测量结果如下图乙所示 图中读数为 mm 2 采用右图所示的电路测量金属丝的电阻 电阻的测量值比真实值 填 偏大 或 偏小 最后由公式 计算出金属丝的电阻率 用直接测量的物理量表示 3 请你根据以上的电路图在图中进行实物连线 电流表选0 6a量程 电压表选3v量程 6 在 测定金属的电阻率 的实验中 用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如右图所示 用米尺测量金属丝的长度l 0 810m 金属丝的电阻大约为4 先用伏安法测出金属丝的电阻 然后根据电阻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 mm 2 在用伏安法测定金属丝的电阻时 除被测电阻丝外 还有如下供选择的实验器材 a 直流电源 电动势约4 5v 内