高考物理创新设计一轮复习精品课件人教版3-174实验测定金属的电阻率

1、1学会正确使用螺旋测微器及正确读数方法2测定金属的电阻率3进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安法测电阻第4讲 实验 测定金属的电阻率1螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图741所示是常用的螺旋测微器它的小砧A和固定刻度S固定在U 形框架F上旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起， 通过精密螺纹套在S上(2)螺旋测微器的原理 测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转 一周，P前进或后退0.5 mm，可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小 格，P前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差 出现在毫米的千分

2、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数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动度 读出刻 测量值(毫米)固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度数(估读 一位)0.01(毫米)2测出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，再用伏安法测出金属导线的电阻R 由电阻定律得金属导线的电阻率被测金属导线、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1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 2. 按图742所示电路图连结好用伏安法测电阻的实验电路 3用毫米刻度

3、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. 4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的平均值三、数据处理、整理器材 5将测得R、l、d的值，代入电阻率计算公式 中，计算出金属导线 的电阻率 6 拆去实验电路，整理好实验器材 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

4、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 0.6 A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RU/I算出各次的测量值，再取 平均值；第二种是用图象(UI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

5、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. 【例1】 某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电约为5 ，为了使测量结果尽量准确，从实验室找到以下供选择的器材：A电池组(3 V，内阻约1

6、)B电流表A1(03 A，内阻0.012 5 )C电流表A2(00.6 A，内阻约0.125 )D电压表V1(03 V，内阻4 k)E电压表V2(015 V，内阻15 k)F滑动变阻器R1(020 ，允许最大电流1 A)G滑动变阻器R2(02 000 ，允许最大电流0.3 A)H开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用_(填写仪器前字母代号)(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用安培表_接法，将设计的电路图画在下侧方框内(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图743，则读数为_ mm.(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金

7、属丝电阻率的表达式_.解析：(1)由于电源电动势为3 V，则电压表选D；由I 可知电路中最大电流约为0.5 A，则电流表选C；滑动变阻器采用限流接法，故电阻不能太大，选F；本实验所选器材为ACDFH.(2)由于 故电流表采用外接法；设计的电路如图所示(3)由图可以看出螺旋测微器固定刻度值为0.5 mm，可动刻度为400.01 mm，则读数为：0.900 mm.(4)由R 及S 可解得：答案：(1)ACDFH(2)外见右图(3)0.900对电学实验器材的选择一般分两步考虑，首先要根据实验的要求设计好测量电路，选择必要的相应的器材时要着重考虑准确性；然后设计供电电路，此时选择相应的器材时要着重考虑

8、安全性 【例2】 某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各 装了一个电极(接触电阻不计)，两电极相距L0.700 m，其间充满待 测的导电溶液 用如下图744器材进行测量：电压表(量程15 V，内阻约30k)、电流表 (量程300 A，内阻约50 )、滑动变阻器(100 ，1 A)、电池组(电动势E12 V，内阻r6 )、单刀单掷开关一个、导线若干 下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据实验 中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图745 所示U/V01.03.05.07.09.011.0I/A02265109155175240根据以上所述请回

9、答下面的问题：(1)玻璃管内径d的测量值为_ cm；(2)根据表中数据在图746坐标中已描点，请作出UI图象，根据图象求出电阻R_ (保留两位有效数字)；(3)计算导电溶液的电阻率表达式是_(用R、d、L表示)，测量值为_ m(保留两位有效数字)；(4)请在虚线框内画出测量导电溶液电阻的电路图，并在图744中补画出未连接的导线解析：(1)3.075(2)作出图象如右图所示由图象的斜率求得电阻R为4.41044.8104.(3)玻璃管的横截面积S 由R 得 代入数据得电阻率为(493) m.(4)这里主要有两个主要问题，一是滑动变阻器的接法，二是电流表的接法由前面的测量结果可知，电阻较大，所以电

10、流表用内接法；由表一中的数据可知，电压的测量范围是011 V，所以滑动变阻器要用分压接法电路图和连线图如下图答案：(1)3.075 (2)见解析图4.41044.8104(3) (493) (4)见解析图实物连线应注意的问题(1)画出实验电路图；(2)分析各元件连接方式，明确电表量程；(3)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的元件并联到电路中，即“先串后并”；(4)电压表应并联，电流表应串联，且电流应由正接线柱流入，负接线柱流出；(5)变阻器触头的位置应保证电路中用电器安全为原则，即保证加在用电

11、器两端电压合适；(6)连线过程中尽量不交叉所有连线必须连接到接线柱上；(7)开关必须能控制整个电路，即开关断开后，电源便无电流输出，电路中电压表和电流表指针均应指零；(8)连好实物图后，再与原电路图进行对照，检查是否有误【例3】 (2010浙大附中)有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图74 7(甲)所示此金属管线长约30 cm，电阻约10 .已知这种金属的电 阻率为，因管内中空部分截面积无法直接测量，请你设计一个实验 方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：A毫米刻度尺 B螺旋测微器C电流表A1(600 mA,1.0 ) D电流表A2(3 A,0.1 )E电压表V(3 V,6 k) F滑动变阻器R1(2 k，0.5 A)G滑动变阻器R2(10 ，2 A) H蓄电池E(6 V,0.05 )I开关一个，带夹子的导线若干(1)以上器材中，应选用的器材有_(只填代号字母)(2)在下面虚线框中画出你所设计的电路图，并把图747(乙)的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值(3)实验中要测量的物理量有：_.(4)计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为：S0_.解析：(1)电压表只能选量程3 V的E，因此流过此金属管线最大电流约为3 V100.3 A，故电流表选量程600 mA的A1；滑动变阻器R1最大阻值太大，不便于调节，故应选滑动变阻器R2