實(shí)驗(yàn)7測(cè)定金屬的電阻率.ppt

1、實(shí)驗(yàn)七測(cè)定金屬的電阻率 (螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的使用),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法 2掌握螺旋測(cè)微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法 3會(huì)用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)定金屬的電阻率,三、實(shí)驗(yàn)器材 毫米刻度尺，螺旋測(cè)微器，直流電流表和直流電壓表，滑動(dòng)變阻器(阻值范圍050 )，電池組，開(kāi)關(guān)，被測(cè)金屬絲，導(dǎo)線若干,四、螺旋測(cè)微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù) 1螺旋測(cè)微器的構(gòu)造 如下圖所示是常用的螺旋測(cè)微器它的測(cè)砧A和固定刻度S固定在尺架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S上,2螺旋測(cè)微器的原理 測(cè)微螺桿P與固定刻度S之間的精

2、密螺紋的螺距為 0.5 mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退0.5 mm，而可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，P前進(jìn)或后退0.01 mm.即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺,3讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出測(cè)量值(毫米)固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(毫米) 如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為： 2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.,五、游標(biāo)卡尺 1構(gòu)造：如下圖所

3、示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測(cè)量爪)，游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘,2用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑,3原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成 不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見(jiàn)下表：,4.讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(xK精確度)mm.,六、伏安法測(cè)電阻 1電流表的內(nèi)接法和外接法的比較,(3)實(shí)驗(yàn)試探法：按圖所示接好電路，讓電壓表的

4、一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則采用電流表內(nèi)接法,3按照原理圖(如圖所示)連好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路,4把滑動(dòng)變阻器調(diào)到接入電路中的電阻值最大的位置，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)的電流值和電壓值記錄在表格中，斷開(kāi)S，求出導(dǎo)線電阻Rx的平均值 5整理儀器,九、注意事項(xiàng) 1螺旋測(cè)微器的使用 (1)測(cè)量前須校對(duì)零點(diǎn)：先使測(cè)砧A與測(cè)微螺桿P并攏，觀察可動(dòng)刻度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

5、否重合，不重合時(shí)，用存放在螺旋測(cè)微器盒中的工具調(diào)節(jié)，直到完全重合為止 (2)測(cè)量時(shí)，當(dāng)測(cè)微螺桿P將要接觸被測(cè)物體時(shí)，要停止使用旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K，以避免P和被測(cè)物體間產(chǎn)生過(guò)大的壓力這樣，既可以保護(hù)儀器，又能保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確當(dāng)聽(tīng)到“咔、咔”聲后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即可讀數(shù),(3)螺旋測(cè)微器應(yīng)估讀一位，即以mm作單位，應(yīng)讀到小數(shù)點(diǎn)后面第三位 (4)為防止讀出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)，可在讀數(shù)前估計(jì)大概讀數(shù)值，若發(fā)現(xiàn)最后讀數(shù)與開(kāi)始估計(jì)數(shù)值相差較大，立即檢查出錯(cuò)原因，如半毫米刻線是否露出,2測(cè)定金屬的電阻率 (1)為了方便，測(cè)量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前進(jìn)行，為了準(zhǔn)確測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度，應(yīng)該在連入電路之后在拉直的情況下進(jìn)

6、行，測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度 (2)本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小，故須采用電流表外接法 (3)開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的阻值要調(diào)至最大,(4)電流不宜太大(電流表用00.6 A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大 (5)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)金屬絲、滑動(dòng)變阻器連成干路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬絲的兩端,十一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 在本實(shí)驗(yàn)中，由于電表內(nèi)電阻的影響，從而使金屬導(dǎo)線電阻測(cè)量值偏小，可以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)電路，消除由于電表內(nèi)阻的影響而帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,1等效替換法 連接電路如下圖所示，R為電阻箱，Rx為待測(cè)電

7、阻，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱R，使單刀雙擲開(kāi)關(guān)S分別接1和2時(shí)，電流表中的電流示數(shù)相同，則表明RxR，即可測(cè)出Rx.,2附加電阻法 連接電路如圖所示，R1為一阻值較大的固定電阻，Rx為待測(cè)電阻,(2013安徽理綜，21 )(1)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_(kāi)mm，合金絲的直徑為_(kāi)mm.,儀器的讀數(shù),0.007,0.638,(2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物電路連接,【解析】(1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)：較零時(shí)讀數(shù)：00.7 0.01 mm0.007 mm，測(cè)量時(shí)讀數(shù)：0.5 mm14

8、.5 0.01 mm0.645 mm，則合金絲的直徑為(0.645 mm 0.007 mm)0.638 mm.,(2)實(shí)物電路連接如圖所示,(2012北京理綜，21)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm. (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)mm.(該值接近多次測(cè)量的平均值),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,0.398,甲,(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻約1 )、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動(dòng)變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

9、某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：,由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖乙中的_圖(選填“A”或“B”),乙,A,(3)圖丙是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖丙中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞,丙,(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖丁所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)請(qǐng)?jiān)趫D丁中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出UI圖線由圖線得到金屬絲的阻值Rx_ .(保留2位有效數(shù)字),4.4,丁,(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估

10、算出金屬絲電阻率約為_(kāi) (填選項(xiàng)前的符號(hào)) A1102 m B1103 m C1106 m D1108 m,C,(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是_ (有多個(gè)正確選項(xiàng))( ) A用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差 D用UI圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差,CD,(3)實(shí)物連圖時(shí)要注意：開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于零阻值處，以使待測(cè)電阻的分壓最??；應(yīng)保證開(kāi)關(guān)能控制整個(gè)電路的通斷；電流從電壓表和

11、電流表正極流入,(4)在坐標(biāo)系中描出2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后連線由于第6個(gè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)偏差太大，舍棄不用；圖線的斜率即為Rx的阻值，由圖象可知，Rx4.4 .,有一根圓臺(tái)狀勻質(zhì)合金棒如圖甲所示，某同學(xué)猜測(cè)其電阻的大小與該合金棒的電阻率、長(zhǎng)度L和兩底面直徑d、D有關(guān)他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì),甲乙,丙,(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量合金棒的兩底面直徑d、D和長(zhǎng)度L.圖乙中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有20個(gè)等分刻度)的讀數(shù)L_cm. (2)測(cè)量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖丙所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)該合金棒的電阻約為幾個(gè)歐姆圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是_(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示),9.940,(3

12、)改正電路后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得合金棒的電阻R6.72 ，根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為、長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd13.3 、RD3.38 .他發(fā)現(xiàn)：在誤差允許范圍內(nèi)，電阻R滿足R2RdRD，由此推斷該圓臺(tái)狀合金棒的電阻R_(用、L、d、D表示),【解析】(1)首先確定游標(biāo)卡尺的精度為20分度，即為 0.05 mm，然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù)99.00 mm，注意小數(shù)點(diǎn)后的有效數(shù)字要與精度一樣，再?gòu)挠螛?biāo)尺上找出對(duì)的最齊一根刻線，精度格數(shù)0.0 58 mm0.40 mm，最后兩者相加，根據(jù)題目單位要求換算為需要的數(shù)據(jù)，99.00 mm 0.40 mm99.40 mm9

13、.940 cm. (2)本實(shí)驗(yàn)為測(cè)定一個(gè)幾歐姆的電阻，在用伏安法測(cè)量其兩端的電壓和通過(guò)電阻的電流時(shí)，因?yàn)榘才啾淼膬?nèi)阻較小，為了減小誤差，應(yīng)用安培表外接法，線的連接使用的是安培表內(nèi)接法,1“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作中錯(cuò)誤的是 () A用米尺測(cè)量金屬絲的全長(zhǎng)，且測(cè)量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中 B用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出其平均值 C用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用電流表內(nèi)接法，多次測(cè)量后算出平均值 D實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變,AC,2(2014河南適應(yīng)性測(cè)試)現(xiàn)要測(cè)量一待測(cè)電阻R1的阻值，所用器材如下： 標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程250 mA，內(nèi)阻r15

14、)； 電流表A2(量程300 mA，內(nèi)阻r2約為5 )； 待測(cè)電阻R1(阻值約為100 )； 滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10 )； 電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6 V，內(nèi)阻r約為1 )； 單刀單擲開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干 (1)要求方法簡(jiǎn)捷，并能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào) (2)實(shí)驗(yàn)中，需要直接測(cè)量的物理量是_，用測(cè)得的量表示待測(cè)電阻R1的阻值R1_,兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2,3某同學(xué)做“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn) (1)需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量的物理量有：(寫(xiě)出名稱和符號(hào)) _ (2)這位同學(xué)在一次測(cè)量時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計(jì)算出金屬絲的電阻為_(kāi)

15、.,加在金屬絲兩端的電壓U，通過(guò)金屬絲的電流I，金屬絲的長(zhǎng)度l，金屬絲的直徑d,5.22,4(2014上海松江質(zhì)檢)“探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積、材料的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲,現(xiàn)有四根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲，其規(guī)格如下表所示.,(1)電路中四種金屬絲應(yīng)分別選用上表中的_(用編號(hào)表示) (2)某學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析歸納出：電路圖中四種金屬絲的電阻R與長(zhǎng)度l、橫截面積S的關(guān)系可用比例式R來(lái)表示，你認(rèn)為是否正確，為什么？ (3)在交流合作時(shí)，有位同學(xué)提出用如下圖所示的電路，只要將圖中P端分別和1、2、3、4相接，讀出電流，利用電流跟電阻成反比的關(guān)系，也能探

16、究出導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，請(qǐng)你對(duì)其作出評(píng)價(jià),BCDE,不正確，因?yàn)樗鼈兊牟牧喜煌耆嗤?不能探究出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法保證每次金屬絲兩端的電壓相等；電流表的內(nèi)阻與金屬絲相比不能忽略，對(duì)實(shí)驗(yàn)影響較大,5(2012山東理綜，21(2)在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下： 待測(cè)金屬絲：Rx(阻值約4 ，額定電流約0.5 A)； 電壓表：V(量程3 V，內(nèi)阻約3 k) 電流表：A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 )； A2(量程3 A，內(nèi)阻約0.05 )； 電源： E1(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))； E2(電動(dòng)勢(shì)12 V，內(nèi)阻不計(jì))； 滑動(dòng)變阻器：R(最大阻值約20 )； 螺旋測(cè)微器；毫

17、米刻度尺；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)mm. 若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選_，電源應(yīng)選_(均填器材代號(hào))，完成電路原理圖,1.773,A1,E1,6(2013北京理綜，21)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5 的電阻Rx的阻值 (1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(050 ，額定電流2 A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表： A電流表(03 A，內(nèi)阻約0.025 ) B電流表(00.6 A，內(nèi)阻約0.125 ) C電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k) D電壓表(015 V，內(nèi)阻約15 k ),為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用_，電壓表應(yīng)選用_(選填器材前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中的_(選填“甲”或“乙”),B,C,甲,圖1,(2)圖2是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線請(qǐng)根據(jù)在(1)問(wèn)中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線,(3)接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表