高考物理第一輪考點(diǎn)總復(fù)習(xí)課件49.ppt

電路 實(shí)驗(yàn) 測(cè)定金屬的電阻率 第八章 一 螺旋測(cè)微器1 構(gòu)造如圖8 5 1所示是常用的螺旋測(cè)微器 它的測(cè)砧a和固定刻度g固定在框架f上 旋鈕k 微調(diào)旋鈕k 和可動(dòng)刻度h 測(cè)微螺桿p連在一起 通過(guò)精密螺紋套在g上 圖8 5 1 2 原理精密螺紋的螺距是0 5mm 即k每旋轉(zhuǎn)一周 p前進(jìn)或后退0 5mm 可動(dòng)刻度分成50等份 每一等份表示0 01mm 即可動(dòng)刻度每轉(zhuǎn)過(guò)一等份 p前進(jìn)或后退0 01mm 因此 從可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)了多少個(gè)等份就知道長(zhǎng)度變化了多少個(gè)0 01mm 用它測(cè)量長(zhǎng)度 可以精確到mm 還可以估讀到0 001mm 即毫米的千分位 因此螺旋測(cè)微器又稱為千分尺 0 01 3 讀數(shù)方法先從固定刻度g上讀出半毫米整數(shù)倍的部分 不足半毫米的部分由可動(dòng)刻度讀出 即看可動(dòng)刻度上的第幾條刻度線與固定刻度線上的橫線重合 從而讀出可動(dòng)刻度示數(shù) 注意估讀 即有 測(cè)量長(zhǎng)度 固定刻度示數(shù) 可動(dòng)刻度示數(shù) 精確度 注意單位為mm 如圖8 5 2所示 不足半毫米而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15 5格 最后的讀數(shù)為 2 0mm 15 5 0 01mm 2 155mm 圖8 5 2 4 注意事項(xiàng) 1 測(cè)量前須校對(duì)零點(diǎn) 先使小砧a與測(cè)微螺桿p并攏 觀察可動(dòng)刻度的零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合 以及可動(dòng)刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線是否重合 否則應(yīng)加以修正 2 讀數(shù)時(shí) 除注意觀察毫米整數(shù)刻度線外 還要特別注意半毫米刻度線是否露出 螺旋測(cè)微器要估讀 以毫米為單位時(shí)要保留到小數(shù)點(diǎn)后第三位 3 測(cè)量時(shí) 當(dāng)螺桿p快要接觸被測(cè)物體時(shí) 要停止使用粗調(diào)旋鈕k 改用微調(diào)旋鈕k 當(dāng)聽(tīng)到 咔 咔 響聲時(shí) 停止轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕k 并擰緊固定旋鈕 這樣做既可保護(hù)儀器 又能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性 二 測(cè)定金屬的電阻率1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 練習(xí)使用螺旋測(cè)微器 2 學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)量電阻的阻值 3 測(cè)定金屬的電阻率 2 實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)電阻定律公式r 只要測(cè)出金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度l和它的直徑d 計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積s 并用伏安法測(cè)出金屬導(dǎo)線的電阻r 即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率 3 實(shí)驗(yàn)器材米尺 最小分度值1mm 螺旋測(cè)微器 直流電壓表和直流電流表 滑動(dòng)變阻器 電池 開(kāi)關(guān)及連接導(dǎo)線 金屬電阻絲 4 實(shí)驗(yàn)步驟 1 用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑 求出其平均值d 計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積s 2 用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)量金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度 反復(fù)測(cè)量3次 求出其平均值l 3 依照?qǐng)D8 5 3所示的電路圖用導(dǎo)線把器材連好 并把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大 圖8 5 3 4 電路經(jīng)檢查無(wú)誤后 閉合開(kāi)關(guān)s 改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置 讀出幾組相應(yīng)的電流表 電壓表的示數(shù)i和u的值 記入記錄表格內(nèi) 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)s 求出電阻r的平均值 5 將測(cè)得的r l d的值代入電阻率計(jì)算公式中 計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率 5 注意事項(xiàng) 1 本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小 因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法 2 實(shí)驗(yàn)連線時(shí) 應(yīng)先從電源的正極出發(fā) 依次將電源 開(kāi)關(guān) 電流表 待測(cè)金屬導(dǎo)線 滑動(dòng)變阻器連成主干線路 閉合電路 然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬導(dǎo)線的兩端 3 金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度 應(yīng)該是在連入電路之后再測(cè)量 測(cè)量的是接入電路部分的長(zhǎng)度 并且要在拉直之后再測(cè)量 4 接通電源的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng) 通過(guò)電阻絲的電流不能過(guò)大 否則金屬絲將因發(fā)熱而溫度升高 這樣會(huì)導(dǎo)致電阻率變大 造成較大誤差 5 要恰當(dāng)選擇電流表 電壓表的量程 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí) 應(yīng)注意同時(shí)觀察兩表的讀數(shù) 盡量使兩表的指針偏轉(zhuǎn)較大 以減小讀數(shù)誤差 測(cè)定金屬的電阻率的一般方法在 測(cè)量金屬絲的電阻率 的實(shí)驗(yàn)中 1 用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖8 5 4所示 則金屬絲的直徑為mm 圖8 5 4 2 已知電阻絲的電阻約為10 現(xiàn)備有下列器材供測(cè)量該電阻絲的電阻時(shí)選用 應(yīng)選用的器材有 只填代號(hào) a 量程是0 0 6a 內(nèi)阻約0 5 的電流表 b 量程是0 3a 內(nèi)阻約0 1 的電流表 c 量程是0 3v 內(nèi)阻約6k 的電壓表 d 量程是0 15v 內(nèi)阻約30k 的電壓表 e 阻值為0 1k 額定電流為0 5a的滑動(dòng)變阻器 f 阻值為0 20 額定電流為2a的滑動(dòng)變阻器 g 蓄電池 6v h 開(kāi)關(guān)一個(gè) 導(dǎo)線若干 3 畫(huà)出用伏安法測(cè)上述電阻絲電阻的電路圖 1 該金屬絲的直徑為0 350mm 2 先選電源 題中只給一直流電源 所以應(yīng)先確定電源 選g 選電流表 電源選定后可估算總電流 不連入滑動(dòng)變阻器 干路電流最大值imax 0 6a 所以選a 若選電流表b 會(huì)有以下不足 首先0 6a電流太小 指針偏轉(zhuǎn)范圍不足刻度盤(pán)的三分之一 讀數(shù)時(shí)誤差較大 其次電流表量程越大 精確度越低 故不選b 選電壓表 若選電壓表c 量程3v 則干路總電流要被控制在0 3a以下 由上列所選電流表a 指針偏轉(zhuǎn)可達(dá)到滿刻度的一半 若選電壓表d 量程15v 電源6v 此時(shí)電壓表指針偏轉(zhuǎn)范圍雖滿足指針在13 23刻度盤(pán)范圍 但用15v量程時(shí) 精確度太低 為實(shí)現(xiàn)電壓表和電流表精確度的匹配 應(yīng)選電壓表c而不選電壓表d 選變阻器 由于已選量程是3v的電壓表 決定滑動(dòng)變阻器必須采用分壓電路連接方式 由于電阻絲阻值約為10 為在3v 0 3a以下范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 讀取幾組測(cè)量值 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選0 20 為宜 即f 顯然 選取0 1000 變阻器不行 一是阻值太大 變化不明顯 易造成電壓表 電流表超量程 燒毀表頭 二是額定電流也太小 另外 組成電路必須有開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線 即h是必需的 故所選用的器材有a c f g h 3 畫(huà)電路圖時(shí) 還要選擇電流表是內(nèi)接電路 還是外接電路 由rx 10 ra 0 5 rv 6000 可知 為減小ra分壓帶來(lái)誤差 應(yīng)選電流表外接 電路圖如下圖 本題提供的電壓表 電流表 滑動(dòng)變阻器均有兩種規(guī)格 實(shí)驗(yàn)時(shí)用什么規(guī)格的儀表 器材 要求首先要做出選擇判斷后再動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 變式訓(xùn)練1 影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多 一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大 而一般半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反 隨溫度的升高而減小 某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律 他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的線狀元件z做實(shí)驗(yàn) 測(cè)量元件z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過(guò)程中的變化規(guī)律 1 他們應(yīng)選用下圖所示的哪個(gè)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 2 按照正確的電路圖連接圖8 5 5的實(shí)物圖 圖8 5 5 3 實(shí)驗(yàn)測(cè)得元件z的電壓與電流的關(guān)系如下圖所示 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 判斷元件z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料 z是 4 用螺旋測(cè)微器測(cè)得線狀元件z的直徑如圖8 5 6所示 則z的直徑是mm 圖8 5 6 解析 1 由題意 電流和電壓從零開(kāi)始遞增 則滑動(dòng)變阻器要接成分壓式 元件的電阻較小 則伏安法測(cè)電阻時(shí)應(yīng)采用電流表外接法 應(yīng)選a 2 實(shí)物連線如下圖 3 由表格可知 隨著電壓的增大 元件的電阻減小 即電阻率隨溫度的升高而減小 所以該元件材料是半導(dǎo)體 圖象法處理數(shù)據(jù)在該實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用用伏安法測(cè)量電阻阻值r 并求出電阻率 給定電壓表 內(nèi)阻約為50k 電流表 內(nèi)阻約為40 滑動(dòng)變阻器 電源 電鍵 待測(cè)電阻 約為250 及導(dǎo)線若干 圖8 5 7 1 畫(huà)出測(cè)量r的電路圖 2 在圖8 5 7中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流i 電壓u的值 試寫(xiě)出根據(jù)此圖求r值的步驟 求出的電阻值r 保留三位有效數(shù)字 3 待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體 用游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑 結(jié)果分別如圖8 5 8 a b 所示 由圖可知其長(zhǎng)度為 直徑為 4 由以上數(shù)據(jù)可求出 保留三位有效數(shù)字 圖8 5 8 本題考查伏安法測(cè)電阻的原理 用u i圖象求電阻的方法 電阻率的計(jì)算及游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 1 滑動(dòng)變阻器可采用限流式接法和分壓式接法 因?yàn)?所以電流表可用外接法 電路圖有兩種情況 如下圖所示 根據(jù) 能限流不分壓 原則 應(yīng)選限流式接法 2 作u i圖線 應(yīng)舍去左起第2個(gè)點(diǎn) 其余5個(gè)點(diǎn)盡量靠近直線且均勻分布在直線兩側(cè) 求該直線的斜率k 則r k 229 221 237 均正確 3 長(zhǎng)度為0 800cm 直徑為0 194cm 4 根據(jù)得代入數(shù)據(jù) 229 m 8 46 10 2 m本實(shí)驗(yàn)考查的覆蓋面較大 在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中要理解實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)步驟 掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 同時(shí)要提高對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算能力 變式訓(xùn)練2 在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中 所用電壓表的內(nèi)阻約為20k 電流表的內(nèi)阻約為10 選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)上 如圖8 5 9所示 1 根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出i u圖線 由此求得該電阻的阻值rx 保留兩位有效數(shù)字 2 畫(huà)出此實(shí)驗(yàn)的電路原理圖 解析 本題采用圖像法解題 只要正確畫(huà)出i u圖線 然后從圖線中求出rx 作圖線時(shí)使多數(shù)點(diǎn)在圖線上 被測(cè)電阻rx阻值看成是不變的 則圖線應(yīng)是通過(guò)原點(diǎn)的一條直線 圖線的斜率等于被測(cè)電阻阻值rx 1