【优化方案】高考物理总复习 第10章 实验十二测定金属的电阻率课件 大纲

实验十二测定金属的电阻率实验十二测定金属的电阻率知识要点归纳过程分析导引实验典例精析知能优化演练知识要点归纳实验目的1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法．2．掌握螺旋测微器的使用和读数方法．3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率．实验原理1．螺旋测微器(1)构造：如图10－4－1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．图10－4－1(2)原理：测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm.即螺旋测微器的精确度为0.01mm.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数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．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)如图10－4－2所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.图10－4－2名师点拨：使用螺旋测微器读数时，以毫米为单位，有三位小数③实实验验试试探探法法：：按按图图10－4－3接好好电电路路，，让让电电压压表表一一根根接接线线柱柱P先后后与与a、b处接接触触一一下下，，如如果果电电压压表表的的示示数数有有较较大大的的变变化化，，而而电电流流表表的的示示数数变变化化不不大大，，则则可可采采用用电电流流表表外外接接法法；；如如果果电电流流表表的的示示数数有有较较大大的的变变化化，，而而电电压压表表的的示示数数变变化化不不大大，，则则可可采采用用电电流流表表内内接接法法．．图10－4－3图10－4－4实验验器器材材被测测金金属属丝丝、、螺螺旋旋测测微微器器、、毫毫米米刻刻度度尺尺、、电电池池组组、、电电流流表表、、电电压压表表、、滑滑动动变变阻阻器器、、开开关关、、导导线线若若干干．．过程分析导引一、、实实验验步步骤骤1．用用螺螺旋旋测测微微器器在在被被测测金金属属丝丝的的三三个个不不同同位位置置各各测测一一次次直直径径，，求求出出其其平平均均值值．．2．按按图图10－4－5所示示的的原原理理电电路路图图连连接接好好用用伏伏安安法法测测电电阻阻的的实实验验电电路路．．3．用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量接接入入电电路路中中的的被被测测金金属属导导线线的的有有效效长长度度，，反反复复测测量量3次，，求求出出其其平平均均值值l.4．把把滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片调调节节到到使使接接入入电电路路中中的的电电阻阻值值最最大大的的位位置置，，电电路路经经检检查查确确认认无无误误后后，，闭闭合合电电键键S，改改变变滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片的的位位置置，，读读出出几几组组相相应应的的电电流流表表、、电电压压表表的的示示数数I和U的值值，，填填入入记记录录表表格格内内，，断断开开电电键键S，求求出出导导线线电电阻阻Rx的平平均均值值．．5．整整理理仪仪器器．．图10－4－5四、、注注意意事事项项1．为为了了方方便便，，测测量量直直径径应应在在导导线线连连入入电电路路前前进进行行，，为为了了准准确确测测量量金金属属丝丝的的长长度度，，应应该该在在连连入入电电路路之之后后在在拉拉直直的的情情况况下下进进行行．．2．本本实实验验中中被被测测金金属属丝丝的的电电阻阻值值较较小小，，故故须须采采用用电电流流表表外外接接法法．．3．电电键键S闭合合前前，，滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值要要调调至至最最大大．．4．电电流流不不宜宜太太大大(电流流表表用用0～0.6A量程程)，通通电电时时间间不不宜宜太太长长，，以以免免金金属属丝丝温温度度升升高高，，导导致致电电阻阻率率在在实实验验过过程程中中变变大大．．五、、实实验验创创新新在本实验验中，由由于电表表内电阻阻的影响响，从而而使金属属导线电电阻测量量值偏小小，可以以改进实实验电路路，消除除由于电电表内阻阻的影响响而带来来的实验验误差．．1．等效替替换法连接电路路如图10－4－6所示，R为电阻箱箱，Rx为待测电电阻，通通过调节节电阻箱箱R，使单刀刀双掷开开关S分别接1和2时，若电电流表中中的电流流示数相相同，就就表明Rx＝R，即可测测出Rx.图10－4－6图10－4－7实验典例精析游标卡尺、千分尺的读数题型一(2009年高考海海南卷)某同学用用游标卡卡尺和螺螺旋测微微器分别别测量一一薄的金金属圆片片的直径径和厚度度，读出出图10－4－8中的示数数，该金金属圆片片的直径径的测量量值为________cm，厚度的的测量值值为________mm.例1图10－4－8【解析】游标卡尺尺是20分度的，，可精确确到0.05mm，其主尺尺读数为为1.2cm，游标尺尺读数为为8×0.005cm＝0.040cm.所以金属属圆片直直径为1.240cm.螺旋测微微器固定定刻度读读数为1.5mm，可动刻刻度读数数为0.183mm，厚度测测量值为为1.683mm.【答案【方法技巧巧】千分尺必必须估读读，在高高中阶段段不要求求游标对对卡尺估估读．(2009年高考广广东卷)某实验小小组利用用实验室室提供的的器材探探究一种种金属丝丝的电阻阻率．所所用的器器材包括括：输出出为3V的直流稳稳压电源源、电流流表、待待测金属属丝、螺螺旋测微微器(千分尺)、米尺、、电阻箱箱、开关关和导线线等．(1)他们截取取了一段段金属丝丝，拉直直后固定定在绝缘缘的米尺尺上，并并在金属属丝上夹夹一个小小金属夹夹，金属属夹可在在金属丝丝上移动动．请根根据现有有器材，，设计实实验电路路，并连连接电路路实物图图10－4－9甲．题型二实验数据的处理例2图10－4－9(2)实验的主主要步骤骤如下：：①正确连连接电路路，设定定电阻箱箱的阻值值，开启启电源，，合上开开关；②读出电电流表的的示数，，记录金金属夹的的位置；；③断开开开关，________，合上开开关，重重复②的的操作．．(3)该小组测测得电流流与金属属丝接入入长度关关系的数数据，并并据此绘绘出了图图乙所示示的关系系图线，，其斜率率为________A－1·m－1(保留三位位有效数数字)；图线纵纵轴截距距与电源源电动势势的乘积积代表了了____________________的电阻之之和．(4)他们使用用螺旋测测微器测测量金属属丝的直直径，示示数如图图10－4－10所示．金金属丝的的直径是是________．图乙中中图线的的斜率、、电源电电动势和和金属丝丝横截面面积的乘乘积代表表的物理理量是__________，其数值值和单位位为________(保留三位位有效数数字)．图10－4－10【答案】(1)如图10－4－11所示图10－4－11(2)改变金属属丝上金金属夹的的位置(3)10.5～10.6金属丝接接入长度度为零时时全电路路(或电阻箱箱和电流流表)(4)0.198～0.202mm金属丝电电阻率9.69×10－7Ω·m～1.02×10－6Ω·m有一细而而均匀的的导电材材料，截截面为同同心圆环环，如图图10－4－12甲所示，，此材料料长约3cm，电阻约约100ΩΩ，已知该该材料的的电阻率率为ρ，欲测量量该样品品的内径径，但内内径太小小无法直直接测量量，现提提供以下下实验器器材题型三实验创新例3A．20等分刻度度的游标标卡尺B．螺旋测测微器C．电流表表A1(量程0～50mA，内阻r1为100ΩΩ)D．电流表表A2(量程0～100mA，内阻r2约为40ΩΩ)E．滑动变变阻器R1(0～10ΩΩ，额定电电流2A)F．直流电电源E(12V，内阻很很小)G．上述导导电材料料R2(长约为3cm，电阻约约为100ΩΩ)H．开关一一只，导导线若干干请用上述述器材设设计一个个尽可能能精确地地测量该该样品内内径d的实验方方案，回回答下列列问题：：(1)用游标卡尺测测得该样品的的长度如图乙乙所示，其示示数L＝________cm，用螺旋测微微器测得该样样品的外径如如图丙所示，，其示数D＝______mm.图10－4－12(2)在所给的方框框中画出设计计的实验电路路图，并标明明所选择器材材的字母代号号．(3)用已知的物理理量和所测得得的物理量的的符号表示样样品的内径d＝________.【解析】(1)由游标卡尺主主尺上读得30mm，游标尺上第第3条刻度线与主主尺刻度线对对齐，游标尺尺上读得3×0.05mm＝0.15mm，该样品的长长度L＝3