2022年届高考物理第一轮知识点梳理复习教案24-专题十二-实验与探究-实验七-测定金2

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载考点二电学试验试验七测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器基础点1. 试验电路图与实物连接图2试验目的(1) 把握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法；(2) 把握电流表.电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法；(3) 会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率；3试验原理依据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,运算出横截面积s, 并用伏安法测出电阻rx,即可运算出金属丝的电阻率；4试验器材被测金属丝,直流电源 4 v ,电流表 0 0.6 a ,电压表 0 3 v ,滑动变阻器50 ,开关,导线如干,螺旋测微器,毫米刻度尺；5试验

2、步骤(1) 直径测定：用螺旋测微器 或游标卡尺 在被测金属丝上的三个不同位置各测2d一次直径,求出其平均值d,运算出金属丝的横截面积s4；(2) 电路连接：按如下列图的电路原理图连接好用伏安法测电阻的试验电路；1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(3) 长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量 3 次,求出其平均值l ；4u .i 测量：把滑动变阻器的滑片调剂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,转变滑动变阻器滑片位置,读出几组相应的电流表和电压表示数i 和 u 的值,填入表格中,断开开关s,求出电阻 rx 的平均值；精品

3、学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载5 拆除试验线路,整理好试验器材；6数据处理(1) 在求 rx 的平均值时可用两种方法： u用 rx i 分别算出各次的数值,再取平均值；用 u-i图线的斜率求出；sd2u精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(2) 运算电阻率：将记录的数据 u.i .l .d 的值代入电阻率运算式 rxl 重难点一.精密测量工具的使用1螺旋测微器4li；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(1) 构造：如下列图,它的测砧a 和固定刻度 b 固定在尺架 c 上,旋钮 d.微调旋钮 d和可动刻度e.测微螺杆 f 连在一起,通过精密螺纹套在b 上；2精品

4、学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(2) 原理：测微螺杆f 与固定刻度 b 之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮 d每旋转一周, f 前进或后退 0.5 mm,而可动刻度 e 上的刻度为 50 等份,每转动一小格, f 前进或后退 0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm；读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺；(3) 读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出；测量值 mm固定刻度数 mm留意半毫米刻度线为否露出 可动刻度数 估读一位 ×0.01mm如下列图,固定刻度示数为 2.0 mm,不足半毫米而从可动刻度

5、上读的示数为15.0 ,最终的读数为： 2.0 mm15.0 ×0.01 mm 2.150 mm；特殊提示螺旋测微器需要估读, 最终一位数字为估量数字, 读数和记数时估量位为有效数字的最终一位；2游标卡尺(1) 构造：主尺.游标尺 主尺和游标尺上各有一个内.外测量爪 ,游标尺上仍有一个深度尺 如下列图 ；3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(2) 用途：测量厚度.长度.深度.内径.外径；(3) 原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成；不管游标尺上有多少个小等分刻度, 它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm；常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻

6、度有10 格的.20 格的. 50 格的,其读数见下表：(4) 读数：如用 x 表示从主尺上读出的整毫米数,k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,就记录结果表示为 x k×精确度 mm；需要留意的为,不管为哪种卡尺,k 值均不需要向后估读一位；(5) 如下列图,有一游标卡尺,主尺的最小分度为1 mm,游标上有 20 个小的等 分刻度；用它测量一工件的长度, 图示的读数为 104 mm0.05 ×0 mm104.00 mm；4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载特殊提示游标卡尺读数不需要估读,其测量结果的末位数字应为精确度的整数倍；如20分度的结果末

7、位数只能为5 或 0 ；二.伏安法测电阻.电表连接方式的挑选1电流表的内接法和外接法的比较2. 两种电路的挑选(1) 阻值比较法如 rx. rv,宜采纳电流表外接法； 如 rx. ra,宜采纳电流表内接法；(2) 临界值运算法5精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载rxrvra时,用电流表外接法；rx>rvra时,用电流表内接法；(3) 试验摸索法： 按如下列图接好电路, 让电压表一个接线柱 p 先后与 a.b 处接触一下, 假如电压表的示数有较大的变化, 而电流表的示数变化不大, 就可采纳电流表外接法； 假如电流表的示数有较大的变化, 而电压表的示数变化不大, 就可采纳电流表内

8、接法；三.常用电表的读数原就对于电压表和电流表的读数问题,第一要弄清电表量程, 即指针指到最大刻度时电表答应通过的最大电压或电流,然后依据表盘总的刻度数确定精确度,依据指针的实际位置进行读数即可；10 3 v 的电压表和 03 a 的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别为 0.1 v和 0.1 a ,看清晰指针的实际位置,读到小数点后面两位；(2) 对于 015 v 量程的电压表,精确度为0.5 v ,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 v ；(3) 对于 00.6 a量程的电流表,精确度为0.02 a ,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度

9、的一半0.01 a ；四.误差分析1系统误差(1) 采纳伏安法测量金属丝的电阻时,由于采纳的电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小；(2) 由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差；2偶然误差(1) 金属丝的横截面积为利用直径运算而得的,直径的测量为产生误差的主要来源之一；(2) 金属丝的长度测量.电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差；五.留意事项1螺旋测微器的使用(1) 测量前必需校对零点；6精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(2) 测量时,当测微螺杆f 将要接触被测物体时,要停止使用旋钮d,改用微调旋钮 d,当听到“咔.咔”声后,停止转动,

10、以防止p 和被测物体间产生过大的压力；(3) 螺旋测微器应估读一位,即以mm作单位,应读到小数点后面第三位； 2测定金属的电阻率(1) 测量被测金属导线的有效长度,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,反复测量三次,求其平均值；(2) 本试验中被测金属导线的电阻值较小,因此试验电路一般采纳电流表外接法；(3) 试验连线时,应先从电源的正极动身,依次将开关.电流表.待测金属丝.滑动变阻器连成干路,然后再把电压表并联在待测金属丝的两端；(4) 电流不宜太大 电流表用 00.6 a 量程 ,通电时间不宜太长,以免金属丝温度上升,导致电阻率在试验过程中变大；(5) 闭合开关 s 之前,

11、肯定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置；六.试验改进在本试验中, 由于电表内阻的影响, 使金属丝电阻的测量值偏小,可以改进试验电路,排除由于电表内阻的影响而带来的试验误差；1等效替换法如下列图电路, r为电阻箱, rx 为待测电阻,通过调剂电阻箱r,使单刀双掷开关 s 分别接 1 和 2 时,电流表的示数相同,就有rxr,即可测出 rx；2附加电阻法如下列图电路, r1 为一阻值较大的定值电阻,rx 为待测电阻；7精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(1) 断开开关 s2 ,闭合开关 s1 ,调剂变阻器 r,使电流表.电压表都有一个适当读数,登记两表读数i 1.u1；(2)

12、 保持变阻器 r 不变,再闭合 s2,登记两表的读数i 2.u2；u1u2ii(3) 待测电阻 rx ；12 考法综述 本试验为高考热点试验之一,由于涉及到了测量工具刻度尺 毫米 .螺旋测微器的使用,以及伏安法测电阻.滑动变阻器限流式接法等,所以较为热门； 但应留意这些技法在其他创新试验中的组合应用；复习本试验时应以把握基础为原就,应把握：2 种工具螺旋测微器.游标卡尺2 种方法内接法.外接法1 个原就常用电表的读数原就命题法 1两种测量工具的使用典例 1某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻；(1) 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和

13、图乙所示,长度为 cm,直径为 mm；(2) 按图丙连接电路后,试验操作如下：将滑动变阻器r1 的阻值置于最 处 填“大”或“小” ；将 s2 拨向接点 1,闭合 s1,调剂 r1,使电流表示数为i 0；8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载将电阻箱 r2 的阻值调至最 填“大”或“小” ；s2 拨向接点 2；保持r1 不变,调剂 r2,使电流表示数仍为i 0,此时 r2 阻值为 1280 ；(3) 由此可知,圆柱体的电阻为 ； 答案15.015.3152 大大31280 解析1 长度为50 mm1×0.1 mm 50.1 mm5.01 cm ；直径为 5.0 mm31.5

14、 ×0.01 mm 5.315 mm；2 本试验的试验原理为等效替代法,在试验操作过程中,为了保证安全,要求电路接通时电路中的电流尽可能小,即应使可调电阻的阻值最大；【解题法】游标卡尺的读数技巧游标卡尺的读数方法：“三看”(1) 第一看精确度例如 如图 1 所示图 1易错读成 11 mm4×0.1 mm 11.40 mm 正确的应为 11.4 mm,游标卡尺不需估读,后面不能随便加零,也不能随便去零；例如 如图 2 所示图 2易错读成 10 mm12×0.05 mm 10.6 mm,正确的应为 10.60 mm；(2) 其次看游标尺上的0 刻度线位置,区分零刻度与

15、标尺最前端例如 如图 3 所示9精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 3易错读成 11 mm10×0.05 mm 11.50 mm正确读数为 14 mm10×0.05 mm 14.50 mm(3) 第三看游标尺的哪条 第 n 条 刻度线与主尺上的刻度线对齐,主尺上的单位为厘米,主尺上标识的 1.2.3 等数字通常为指厘米,读数时应将毫米和厘米分清,游标卡尺主尺上的最小刻度为 1 mm；例如 如图 4 所示图 4易错成 5 4×0.05 mm 5.20 mm正确读数为 50 4×0.05 mm 50.20 mm命题法 2试验原理.方法与技能典例

16、 2在“测定金属的电阻率”试验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm；(1) 用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1 所示,其读数应为 mm该 值接近多次测量的平均值 ；(2) 用伏安法测金属丝的电阻rx；试验所用器材为：电池组 电动势 3 v,内阻约10精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1 .电流表 内阻约 0.1 .电压表 内阻约 3 k .滑动变阻器 r020 ,额定电流 2 a .开关.导线如干；某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行试验测量,记录数据如下：次数1234567u/v0.100.300.701.001.501.

17、702.30i/a0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上试验数据可知,他们测量rx 为采纳图 2 中的 图 选填“甲”或 “乙” ；(3) 图 3 为测量 rx 的试验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片 p 置于变阻器的一端；请依据2 所选的电路图,补充完成图3 中实物间的连线,并使闭合开关的瞬时,电压表或电流表不至于被烧坏；11精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(4) 这个小组的同学在坐标纸上建立u-i坐标系,如图 4 所示,图中已标出了与测量数据对应的4 个坐标点；请在图4 中标出第 2.4.6 次测量数据的坐标点,并描画出

18、 u-i图线；由图线得到金属丝的阻值rx 保留两位有效数字 ；(5) 依据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 填选项前的符号 ；23a1×10· mb1×10·m68c1×10· md1×10·m6多项 任何试验测量都存在误差；本试验所用测量仪器均已校准,以下关于误差的说法中正确的选项为 有多个正确选项 ； a用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 b由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 c如将电流表和电压表的内阻运算在内,可以排除由测量外表引起的系统误差d用 u-i图象处理数据求金属

19、丝电阻可以减小偶然误差 答案10.3970.3950.399 均可(2) 甲(3) 如图 5 所示12精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载4 如图 64.54.3 4.75c6cd 解析1 千分尺读数：固定刻度值旋转刻度格数×0.01 mm 0 39.7 ×0.01mm0.397 mm；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(2) 由测的 u.i值得 rx 约 5 ,乙图供应的最小电压urerx 0.6 v ,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载应选用甲图电路；(3) 见答案图 5 所示；xrra r精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载

20、(4) 描点后可见,第6 次测量误差很大,舍去,作过o点的直线将其余6 个点拟合到直线上,如答案图6 所示；u精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载rx4.5； i精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(5) 由 rls ,rs 6l 1.1 ×10· m,应选 c；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(6) 由于观看角度及观看才能不同,对测微器读数产生偶然误差,选项a 错误；13精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载电流表和电压表不行能成为抱负电表,对测量带来的误差为不行防止的,属于系统误差,

21、选项 b 错误；电压表内阻的分流,为产生系统误差的缘由,假如将其电精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载阻运算在电路内,如前面试验电路,r测rvrx, rxrvr测,即可排除系统误精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载rv rx差；【解题法】实物图连线的原就与技巧rvr测精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(1) 总的原就：先串后并,接线到柱,留意量程和正负；(2) 对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开头,把电源.开关.滑 动变阻器.“伏安法”部分依次串联起来即可 留意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处 ；(3) 对分压电路,应当先把电源.开

22、关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线 连接起来, 然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动头的电势高低, 依据“伏安法”部分电表正负接线柱的情形,将“伏安法”部分接入该两点间； 留意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处命题法 3试验的迁移.拓展与创新典例 3有一根瘦长而匀称的金属管线样品,长约为60 cm,电阻大约为 6 ,横截面如图甲所示；(1) 用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为 mm；(2) 现有如下器材：a电流表 量程 0.6 a ,内阻约 0.1 b电流表 量程 3 a ,内阻约 0.03 c电压表 量程 3v,内阻约 3 k d滑动变阻器 1 750, 0.3 ae滑动变阻器 15, 3 a f蓄电池 6 v ,内阻很小 14精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载g开关一个,带夹子的导线如干要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选 ,滑动变阻器应选 ； 只填代号字母 (3) 请将如下列图的实际测量电路补充完整；(4) 已知金属管线样品材料的电阻率为,通过多次测量得出金属管线的电阻为r,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内外形不规章的中空部分的横截面积 s,在前面试验的基础上,仍需要测量的物理量为 所测