高中物理 3.5實(shí)驗(yàn)1：測(cè)定金屬的電阻率課件 魯科選修31

1、2021/8/11 星期三1實(shí)驗(yàn)1測(cè)定金屬的電阻率2021/8/11 星期三21學(xué)會(huì)使用螺旋測(cè)微器及正確讀數(shù)2學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)電阻3測(cè)定金屬的電阻率4掌握滑動(dòng)變阻器的兩種使用方法2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42讀數(shù)原理：精密螺紋的螺距為0.5 mm，即D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5 mm，可動(dòng)刻度E上的刻度為50等分，每一小格表示0.01 mm.因此用它測(cè)量長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確到0.01 mm，測(cè)量時(shí)被測(cè)長(zhǎng)度的整毫米數(shù)或半毫米數(shù)(若表示半毫米的刻線已露出)由固定刻度上讀出，小于0.5 mm的部分由可動(dòng)刻度E讀出3讀數(shù)公式：固定刻度B上的整毫米數(shù)0.5 mm(判斷是否露出)0.

2、01 mm對(duì)齊格數(shù)(估讀)2021/8/11 星期三54注意事項(xiàng)：(1)測(cè)量時(shí)，當(dāng)F將要接觸被測(cè)物體時(shí)，要停止使用D，改用D，以避免F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(2)讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出讀數(shù)時(shí)要準(zhǔn)確到0.01 mm，估讀到0.001 mm即測(cè)量結(jié)果若用mm為單位，則小數(shù)點(diǎn)后面必須保留三位(3)測(cè)量圓柱體直徑時(shí)，應(yīng)在三個(gè)不同位置上各測(cè)量一次，求出它們的平均值(4)測(cè)量完畢應(yīng)用軟布將千分尺擦拭干凈，并在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間留出一點(diǎn)間隙后，再放入盒內(nèi)2021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72電路的兩種接法2021

3、/8/11 星期三83.選擇電流表內(nèi)、外接的常用方法(1)直接比較法：適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計(jì)，當(dāng)RxRA時(shí)，采用電流表內(nèi)接法，當(dāng)RxRV時(shí)，采用電流表外接法，即大電阻用電流表內(nèi)接法，小電阻用電流表外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”2021/8/11 星期三92021/8/11 星期三10(3)試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況，如下圖所示，把電壓表的接線端分別接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表的分流對(duì)電路影響大，應(yīng)選用電流表內(nèi)接法，若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大，所以應(yīng)選電流表外接法2021/8/

4、11 星期三11被測(cè)金屬導(dǎo)線、螺旋測(cè)微器、米尺、電壓表、電流表、直流電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干2021/8/11 星期三12一、測(cè)量直徑用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上三個(gè)不同的位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d.二、連接電路及測(cè)量1.按右圖所示電路圖連結(jié)好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路2021/8/11 星期三132用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)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把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S.改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.求出導(dǎo)線電阻

5、R的平均值2021/8/11 星期三142021/8/11 星期三151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測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，是指測(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，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直. 2021/8/11 星期三164在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I不宜過(guò)大(電流表用00.6 A量程)，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程

6、中逐漸增大5求R的平均值可用兩種方法：第一種是用RU/I算出各次的測(cè)量值，再取平均值；第二種是用圖象(UI圖線)來(lái)求出若采用圖象法，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要盡可能的讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮2021/8/11 星期三171測(cè)量金屬絲直徑時(shí)出現(xiàn)誤差：(1)金屬絲本身直徑并不嚴(yán)格均勻；(2)螺旋測(cè)微器本身有誤差；(3)讀數(shù)時(shí)觀測(cè)有誤差因此測(cè)量時(shí)要在金屬絲的不同部位，且不同方向上多測(cè)幾次2測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度時(shí)出現(xiàn)誤差：(1)長(zhǎng)度為接入電路的有效長(zhǎng)度；(2)讀數(shù)時(shí)觀測(cè)有誤差，因此要把金屬絲拉緊拉直，測(cè)量時(shí)在接線柱壓線處測(cè)，多測(cè)幾次2021/8/11

7、 星期三183電阻R測(cè)量本身有誤差，因用外接法R測(cè)R真因此測(cè)真4通電電流過(guò)大，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，金屬絲發(fā)熱、電阻率變化測(cè)量時(shí)要迅速果斷，避免其發(fā)熱2021/8/11 星期三19 在用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑時(shí)，如下圖所示 2021/8/11 星期三20(1)da、db、dc分別為多少？(2)下列說(shuō)法正確的是()A千分尺精度為千分之一毫米B千分尺能準(zhǔn)確測(cè)量金屬絲直徑C上面的da、db、dc可能是同一同學(xué)分別測(cè)量同一根金屬絲的三個(gè)不同位置得到的結(jié)果，誤差較大D上面的da、db、dc可能是三個(gè)同學(xué)分別測(cè)量三根不同金屬絲直徑得到的結(jié)果，誤差不一定較大2021/8/11 星期三21【解析】(1)(a)中da4.

8、5 mm23.60.01 mm4.736 mm，(b)中db4 mm15.00.01 mm4.150 mm，(c)中dc7.5 mm3.00.01 mm7.530 mm.(2)千分尺的精度0.5 mm/500.01 mm，可以讀到千分之一毫米，A錯(cuò)，能較為精確地測(cè)量金屬絲的直徑，但也會(huì)有誤差，B錯(cuò)，da、db、dc三個(gè)數(shù)值相差太大不可能是同一根金屬絲直徑的三次測(cè)量結(jié)果，可能是測(cè)量三根不同金屬絲的結(jié)果，且誤差不一定大，C錯(cuò)，D對(duì)【答案】(1)4.736 mm4.150 mm7.530 mm(2)D2021/8/11 星期三22 (1)某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬絲的直徑，測(cè)微器的示數(shù)如下圖所示，

9、該金屬絲直徑的測(cè)量值為_(kāi) mm.(2)在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，被測(cè)金屬絲的電阻大約為6 .現(xiàn)先用刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l；接著用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑d，再用伏安法測(cè)出金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流I，計(jì)算出它的電阻，最后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率2021/8/11 星期三23在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)的電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約4.5 V，內(nèi)阻很??；電流表A1：量程00.6 A，內(nèi)阻為0.125 ；電流表A2：量程03.0 A，內(nèi)阻為0.025 ；電壓表V1：量程03 V，內(nèi)阻為3 k；電壓表V2：量程015 V，內(nèi)阻為15

10、k；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值10 ，允許通過(guò)的最大電流為0.2 A；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20 ，允許通過(guò)的最大電流為1.0 A；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等2021/8/11 星期三24要求有較高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是_，應(yīng)該選用的電壓表是_，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是_根據(jù)所選的器材，如下圖所示虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖寫出用測(cè)得的物理量表示的計(jì)算電阻率的表達(dá)式(用字母表示)：_.2021/8/11 星期三25【解析】(1)先讀出固定刻度的整毫米數(shù)，再看半刻度是否露出，若已露出，加上0.5 mm，然后再讀出可動(dòng)刻度上的格數(shù)0.01 mm，則讀數(shù)為：2 mm0.5 mm

11、29.30.01 mm2.793 mm.(2)由實(shí)驗(yàn)器材中知電源電動(dòng)勢(shì)約為4.5 V，實(shí)驗(yàn)用的金屬絲電阻一般較小，干路中的最大電流大約只有零點(diǎn)幾安，故電流表選A1，電壓表選V1，滑動(dòng)變阻器R1的最大電流0.2 A太小，影響測(cè)量的范圍，所以滑動(dòng)變阻器選R2.2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三281測(cè)金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是()A若待測(cè)金屬導(dǎo)線是漆包線，應(yīng)用火燒去表面的漆皮，輕輕抹去灰塵后再測(cè)金屬絲的直徑，兩端接頭部分用砂布打磨干凈，保證接觸良好B用米尺反復(fù)3次測(cè)量導(dǎo)線的總長(zhǎng)，求其平均值，然后將導(dǎo)線接入電路中C估計(jì)待測(cè)金屬線電阻值大小

12、，選擇合適儀器和實(shí)驗(yàn)電路D閉合開(kāi)關(guān)S，不斷增大變阻器接入電路的有效阻值，記錄幾組對(duì)應(yīng)的電流值和電壓值，計(jì)算導(dǎo)線的電阻R【答案】AC2021/8/11 星期三292如右圖給出了用電壓表、電流表測(cè)量同一導(dǎo)體電阻的兩種電路圖，考慮電流表、電壓表內(nèi)阻的影響，測(cè)量時(shí)把電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的比值作為電阻的測(cè)量值即RU/I，這種方法叫伏安法則下列關(guān)系關(guān)于R的測(cè)量值說(shuō)法中正確的是()A甲、乙兩種電路測(cè)量值一樣大B甲種電路測(cè)量值比真實(shí)值偏大C乙種電路測(cè)量值比真實(shí)值偏大D乙種電路測(cè)量值比真實(shí)值偏小【答案】C2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31【答案】B2021/8/11 星期三324

13、用伏安法測(cè)電阻，可采用下圖所示的甲、乙兩種接法如所用電壓表內(nèi)阻為5 000 ，電流表內(nèi)阻為0.5 .(1)當(dāng)測(cè)量100 左右的電阻時(shí)，宜采用_電路(2)現(xiàn)采用乙電路測(cè)量某電阻的阻值時(shí)，兩電表的讀數(shù)分別為10 V、0.5 A，則此電阻的測(cè)量值為_(kāi) ，真實(shí)值為_(kāi) .2021/8/11 星期三33【答案】(1)甲(2)2020.082021/8/11 星期三345在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了如下測(cè)量：(1)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度測(cè)量3次，求出其平均值l.其中一次測(cè)量結(jié)果如下圖甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊，圖中讀數(shù)為_(kāi)cm.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的

14、直徑，選不同的位置測(cè)量3次，求出其平均值d.其中一次測(cè)量結(jié)果如下圖乙所示，圖中讀數(shù)為_(kāi)mm.2021/8/11 星期三35(2)采用右圖所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻電阻的測(cè)量值比真實(shí)值_(填“偏大”或“偏小”)最后由公式_計(jì)算出金屬絲的電阻率(用直接測(cè)量的物理量表示)2021/8/11 星期三36(3)請(qǐng)你根據(jù)以上的電路圖在圖中進(jìn)行實(shí)物連線電流表選0.6 A量程，電壓表選3 V量程2021/8/11 星期三372021/8/11 星期三382021/8/11 星期三396. 在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如右圖所示，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l0.810 m金屬絲的電阻大約為4 ，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為_(kāi)mm.2021/8/11 星期三40(2)在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：A直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5 V，內(nèi)阻很?。籅電流表A1：量程00