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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验七 测定金属电阻率,1/55,试验准备,试验目标,(1)掌握电流表、电压表和滑动变阻器使用方法以及电流,表和电压表读数方法.,(2)掌握螺旋测微器和游标卡尺原理及读数方法.,(3)会用“伏安法”测电阻，深入测定金属电阻率.,2/55,试验原理,结合_和_，用_测一段金,属丝长度,l,，用_测导线直径,d,，用_法,试验器材,毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑,动变阻器(阻值范围 050)、电池组、开关、被测金属丝、导,线若干.,欧姆定律,电阻定律,毫米刻度尺,螺旋测微器,伏安,d,2,4,l,R,3/55,试验过程,试验步骤,螺旋测微器,(1)用_在被测金属导线上三个不一样位置各测,一次直径，求出其平均值,d,.,(2)依照电路图如图 S7-1 所表示用导线将器材连好，将滑动变,最大,阻器阻值调至_(填“最大”或“最小”).,图 S7-1,4/55,(3)用毫米刻度尺测量_中被测金属导线长度,，,即有效长度，重复测量 3 次，求出其平均值,l,.,(4)电路经检验确认无误后，闭合电键 S，改变滑动变阻器,滑片位置，读出几组对应电流值和电压值，统计在表格内；,断开电键 S，求出被测金属导线电阻,R,平均值.,(5)拆去试验线路，整理好试验器材.,数据分析,算出金属导线电阻率.,接入电路,5/55,试验分析,误差分析,(1)金属丝直径、长度测量带来误差.,(2)电流表及电压表对电阻测量影响，因为电流表外接，,(3)通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发烧，电阻率随,之改变带来误差.,6/55,【基础检测】,(,年安徽卷,)(1),在测定一根粗细均匀合金丝电阻率实,验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径过程如图 S7-2 所表示，,校零时读数为_mm，合金丝直径为_mm.,图 S7-2,7/55,(2)为了准确测量合金丝电阻,R,x,，设计出如图 S7-3 甲所,示试验电路图，按照该电路图完成图乙中,实物电路连接,.,甲,乙,图,S7-3,8/55,答案：,(1)0.007 0.638(0.6360.640 mm 均正确),(2)如图 D22 所表示.,图 D22,9/55,考点 1 游标卡尺与螺旋测微器,重点归纳,一、螺旋测微器,1.结构：如图 S7-4 所表示是惯用螺旋测微器.它测砧,A,和,固定刻度,B,固定在尺架,C,上，旋钮,D,、微调旋钮,D,和可动刻,度,E,、测微螺杆,F,连在一起，经过精密螺纹套在,B,上.,图 S7-4,10/55,2.原理：测微螺杆,F,与固定刻度,B,之间精密螺纹螺距,为 0.5 mm，即旋钮,D,每旋转一周，,F,前进或后退 0.5 mm，而,可动刻度,E,上刻度为 50 等份，每转动一小格，,F,前进或后退,0.01 mm.即螺旋测微器准确度为 0.01 mm.读数时误差出现在,毫米千分位上，所以，螺旋测微器又,叫千分尺,.,3.读数：测量时被测物体长度整毫米数由固定刻度读出，,小数部分由可动刻度读出.,测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露,出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm).,11/55,二、游标卡尺,1.结构：如图 S7-5 所表示，主尺、游标尺(主尺和游标尺上各,有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有,一,个紧固螺钉,.,图 S7-5,2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径.,12/55,刻度格数,(分度),刻度,总长度,每小格与,1 mm 差值,准确度,(可准确到),10,9 mm,0.1 mm,0.1 mm,20,19 mm,0.05 mm,0.05 mm,50,49 mm,0.02 mm,0.02 mm,3.原理：利用主尺最小分度与游标尺最小分度差值,制成.,不论游标尺上有多少个小等分刻度，它刻度部分总长,度比主尺上一样多小等分刻度少 1 mm.常见游标卡尺,游标尺上小等分刻度有 10 个、20 个、50 个，其读数见,下表：,13/55,4.读数：若用,x,表示由主尺上读出整毫米数，,y,表示从游,标尺上读出与主尺上某一刻线对齐游,标格数，则统计结果,表示为,(,x,y,准确度)mm.,14/55,典例剖析,例,1,：,(,年海南卷,),现有一合金制成圆柱体，为测量,该合金,电阻率，现用,“,伏安法,”,测圆柱体两端之间电阻，,用螺旋测微器测量该圆柱体直径，用游标卡尺测量该圆柱体,长度,.螺旋测微器和游标卡尺示数如图 S7-6 甲和乙所表示.,甲,乙,图,S7-6,15/55,(1)由上图读得圆柱体直径为_cm，长度为_cm.,(2)若流经圆柱体电流为,I,，圆柱体两端之间电压为,U,，,圆柱体直径和长度分别为,D,、,L,，测得,D,、,L,、,I,、,U,表示电,阻率关系式为,_.,解析：,(1),螺旋测微器读数为,1.5 mm,34.40.01 mm,1.844 mm(1.842,1.846 mm,范围内均正确,),；游标卡尺读数,为,42 mm,80.05 mm,42.40 mm,4.240 cm.(2),圆柱体横,16/55,【考点练透】,1.(1)如图 S7-7 所表示两把游标卡尺，它们游标尺从左到,右分别为 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分，它们读数依,次_mm，_mm.,甲,乙,图,S7-7,17/55,(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝直径，示数如图 S7-8,所表示，则甲、乙金属丝直径分别为_mm，_mm.,甲,乙,图,S7-8,18/55,解析：,(1),图,S7-7,甲读数：整毫米是,17,，不足,1 毫米数是,70.1 mm,0.7 mm,，最终结果是,17 mm,0.7 mm,17.7 mm.,乙图读数：整毫米是,23,，不足,1,毫米数是,170.05 mm,0.85,mm,，最终结果是,23 mm,0.85 mm,23.85 mm.,(2),图,S7-,8,甲读数：甲固定刻度示数为,2.0 mm,，不足半毫,米从可动刻度上读示数为,15.0,，最终读数为：,2.0 mm,15.00.01 mm,2.150 mm.图乙读数：乙金属丝直径为4.5,0.01 mm,0.045 mm.,答案：,(1)17.7 23.85 (2)2.150 0.045,19/55,普通要求各电表实际读数大于其量程 ，以减小读数,考点 2 电阻率测量及实物连线,重点归纳,1.仪器选择基本思绪,(1)优先考虑安全原因,各电表实际读数不能超出其量程，电阻类元件中实际,电流(或电压)不能超出其允许最大电流(或电压),(2)考虑读数误差原因,误差.,20/55,(3)仪器选择普通步骤,首先选择唯一性器材；,粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；,估算回路中电流和电压最大值，在电表指针有较大,幅度偏转但不超出其量程情况下，结合已知器材规格，,确定试验电路和试验器材.,21/55,2.注意事项,(1)试验中假如被测金属导线电阻值较小，试验电路必须,用电流表外接法.,(2)测金属丝直径一定要选多个不一样部位进行测量.,(3)闭合开关 S 之前，一定要使滑,动变阻器滑片处于有效,电阻值最大位置.,(4)在用“伏安法”测电阻时，经过待测导线电流,I,不宜,过大(电流表用 00.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免金属,导线温度明,显升高，造成其电阻率在试验过程中逐步增大,.,22/55,次测量值，再取平均值；第二种方法是用图象法(,U,-,I,图线)来,求出.若采取图象法，在描点时，要尽可能使各点间距离,拉大一,些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线两侧，个别明,显偏离较远点能够不予考虑,.,23/55,典例剖析,例,2,：,(,年山东卷,),试验室购置了一捆标称长度为,10,0 m,铜导线，某同学想经过试验测定其实际长度.该同学首先测得,导线横截面积为,1.0 mm,2,，查得铜电阻率为,1.7,10,8,m,，,再利用如图 S7-9 甲所表示电路测出铜导线电阻,R,x,，从而确定导,线实际长度.,甲,乙,图,S7-9,24/55,可供使用器材有：,电流表：量程 00.6 A，内阻约 0.2；,电压表：量程 03 V，内阻约 9 k；,滑动变阻器,R,1,：最大阻值 5；,滑动变阻器,R,2,：最大阻值 20；,定值电阻：,R,0,3；,电源：电动势 6 V，内阻可不计；,开关、导线若干,.,回答以下问题：,25/55,(1)试验中滑动变阻器应选_(填“,R,1,”或“,R,2,”)，闭合,开关 S 前应将滑片移至_(填“,a,”或“,b,”)端.,(2)在实物图 S7-10 中，已正确连接了,部分导线，请依据图,S7-9 甲电路完成剩下部分连接.,图 S7-10,26/55,(3)调整滑动变阻器，当电流表读数为 0.50 A 时，电压表,示数如图乙所表示，读数为_V.,(4)导线实际长度为_m.(计算结果保留 2 位有效,数字),解析：,(1),由,(3),中电流表读数为,0.50 A,时，电压表读数,为,2.30 V,可知，,R,x,和,R,0,总阻值约为,4.60,，若选取滑动变阻,器,R,1,，电源电压为,6 V,，电流表量程只有,0.6 A,，会把电流表,烧坏，故滑动变阻器应该选,R,2,.,闭合开关前应将滑片移至,a,端保,证连入电阻最大.,27/55,(2),如图,S7-,11,所表示,.,图,S7-11,(3),因为电压表量程为,0,3 V,，分度值为,0.1 V，故读数为,2.30 V.,28/55,答案：,(1),R,2,a,(2)如图 S7-11 所表示.,(3)2.30 (4)94,29/55,【考点练透】,2.在“测定金属电阻率”试验中，所用测量仪器均已校,准.待测金属丝接入电路部分长度约为 50 cm.,(1)用螺旋测微器测量金属丝直径，其中某一次测量结果,如图 S7-12 所表示，其读数应为_mm(该值靠近屡次测量,平均值).,图 S7-12,30/55,(2)如图 S7-13 所表示是此次测量,R,x,所用电路图，图 S7-14,所表示是测量,R,x,试验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑,动变阻器滑片 P 置于变阻器一端.请依据如图所表示电路,图，补充完成图中实物间连线，并使闭合开关瞬间，电压,表或电流表不至于被烧坏,.,图 S7-13,图 S7-14,31/55,(3)任何试验测量都存在误差.本试验所用测量仪器均已校,准,.以下关于误差说法中正确是_(有多个正确选项).,A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，因为读数引发误差,属于系统误差,B.因为电流表和电压表内阻引发误差属于偶然误差,C.若将电流表和电压表内阻计算在内，能够消除由测量,仪表引发系统误差,D.用,U,-,I,图象处理数据,求金属丝电阻能够减小偶然误差,32/55,答案：,(1)0.397(0.3950.399 均正确),(2)如图 D23 所表示.,图 D23,(3)CD,33/55,接法,内接法,外接法,电路图,误差原因,电流表分压，,U,测,U,x,U,A,电压表分流，,I,测,I,x,I,V,电阻,测量值,R,测,R,x,R,A,R,x,测量值大于真实值,测量值小于,真实值,适用,条件,R,A,R,x,，,R,x,为大电阻；,R,V,R,x,，,R,x,为小电阻；,方法 1 内接法、外接法,1.伏安法测电阻两种电路形式比较,34/55,项目,内接法,外接法,电,路,选,择,计算法,试触法,若不知 Rx 大约阻值，可采取“试,触法”，将电路如图所表示连接，空,出电压表一个接头 S，然后将 S,分别与 a、b 接触一下，若电流表“相对改变”明,显，说明电压表分流作用较强，应采取电流表内接,法，若电压表“相对改变”显著，说明电流表分压,作用较强，应采取电流表外接法.,2.电流表内接法、外接法确实定方法,35/55,例,3,：,某学习小组用“伏安法”测量一未知电阻,R,阻值，,给定器材及规格为：,电流表(量程 05 mA，内阻约为 10)；,电压表(量程 03 V，内阻约为 3 k)；,最大阻值约为 100 滑动变阻器；,电源,E,(电动势约为 3 V)；,开关 S、导线若干.,(1)因为不知道未知电阻阻值范围，先采取如图 S7-15 甲,所表示电路试测，读得电压表示数大约为 2.5 V，电流表示数大约,为 5 mA，则未知电阻阻值,R,x,大约为_.,36/55,(2)经分析，该电路测量误差较大，需作改进.请直接在原图,甲上改画：在不需要连线上,画,“,”,表示，补画上需要,添加连线,.,(3)对改进电路进行测量，并依据测量数据画出了如图乙,所表示,U,-,I,图象，得,R,x,_.(计算结果保留 3 位有效数,字),甲,乙,图,S7-15,37/55,审题突破：,依据,(1)计算出来未知,电阻大约阻值判断是,内接还是外接，然后改电路；,(3),中图象坐标标度都不是从,0,开始，但依据电阻特征，电压为,0,时，电流一定为,0，,故一定过原点，图象应该是过原点一倾斜直线，可用斜率求,出其阻值,.,38/55,600.,阻时应采取安培表内接法测电阻.,图,S7-16,(3),U,-,I,图象斜率,k,等于所测未知电阻阻值,R,x,，,所以,R,x,k,U,I,答案：,(1)500 (2)如图 S7-16 所表示.(3)600,39/55,题外拓展：,该题给出滑动变阻器最大阻值为,100，,依据,(1),问计算出来未知电阻阻值大约,500，故控制电路用,分压接法，所以不用改变滑动变,阻器接法,.,若题中滑动变阻,器最大阻值从,100,改为,1500，则滑动变阻器需用限流接,法，解答,(2),问时，应该还要改变滑动变阻器连线,.,40/55,【触类旁通】,1.(,年新课标全国卷,),在“伏安法测电阻”试验中，,待测电阻,R,x,约为 200，电压表,内阻约为 2 k，电流表,内阻约为 10，测量电路中电流表连接方式如图 S7-17 甲,压表和电流表示数.若将图甲和图乙中电路测得电阻值分,真实值.,41/55,甲,乙,图,S7-17,答案：,大于,小于,42/55,方法 2 电阻测量五种方法,1.伏安法,特点：大内小外(内接法测量值偏,大，测大电阻时应用内接,法测量),43/55,2.安安法,若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定,值电阻来使用.,(1)如图 S7-18 甲所表示，当两电表所,能测得最大电压靠近,时，假如已知,内阻,R,1,，则可测得,内阻,R,2,I,1,R,1,I,2,.,(2)如图乙所表示，当两电表满偏电压,U,A2,U,A1,时，,串,联一定值电阻,R,0,后，一样可测得,内阻,R,2,I,1,(,R,1,R,0,),.,I,2,甲,乙,图,S7-18,44/55,内阻,3.伏伏法,若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值,电阻来使用.,(1)如图 S7-19 甲所表示，两电表满,偏电流靠近时，若已知,内阻,R,1,，则可测出,内阻,R,2,U,2,U,1,R,1,.,(2)如图乙所表示，两电表满偏电流,I,V1,I,V2,时，,并联一,定值电阻,R,0,后，一样可得,甲,乙,图,S7-19,45/55,读数为 ；,4.半偏法,电路图如图 S7-20 所表示,图 S7-20,满偏为,I,0,；,步骤：(1)断开,S,2,，闭合,S,1,，调整,R,0,，使,(2)保持,R,0,不变，闭合,S,2,，调整,R,，使,(3)由上可得,R,A,R,.,46/55,5.等效替换法,如图 S7-21 所表示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电,动势恒定电源上，读出电流表示数,I,；然后将电阻箱与电流表,串联后接到同一电源上，调整电阻箱阻值，使电流表读数,仍为,I,，则电阻箱读数即等于待测电阻阻值.,图 S7-21,47/55,例,4,：,(20,14,年四川卷,),如图 S7-22 所表示是测量阻值约几十欧,未知电阻,R,x,原理图，图中,R,0,是保护电阻,(10),，,R,1,是电阻,箱(099.9)，,R,是滑动变阻器，,和,是电流表，,E,是电源(电,动势 10 V，内阻很小).在确保安全和满足要求情,况下，使测,量范围尽可能大,.试验详细步骤以下：,图 S7-22,48/55,连接好电路，将滑动变阻器,R,调到最大；,闭合 S，从最大值开始调整电阻箱,R,1,，先调,R,1,为适当值，,再调整滑动变阻器,R,，使,示数为,I,1,0.15 A，记下此时电阻,箱,阻值,R,1,和,示数,I,2,；,重复步骤，再测量 6 组,R,1,和,I,2,值；,将试验测得 7 组数据在坐标纸上描点.,依据试验回答以下问题：,(1)现有四只供选取电流表：,A.电流表(03 mA，内阻为 2.0),49/55,B.电流表(03 mA，内阻未知),C.电流表(00.3 A，内阻为 5.0),D.电流表(00.3 A，内阻未知),应选取_，,应选取_.,(2)测得一组,R,1,和,I,2,值后，调整电阻箱,R,1,，使其阻值变小，,要使,示数,I,1,0.15 A，应让滑动变阻器,R,接入电路阻值,_(填“不变”“变大”或“变小”).,50/55,(3)在如图 S7-23 所表示坐标纸上画出,R,1,与,I,2,关系图.,图 S7-23,(4)依据以上试验得出,R,x,_.,51/55,(2),R,1,阻值变,小，要使,示数不变，需并联部分电压,变小，所以滑动变阻器电阻要变大,.,(3),图线如图所表示,.,52/55,答案：,(1)D C (2)变大 (3)如图 S7-24 所表示.(4)31,图 S7-24,53/55,【触类旁通】,2.为了测量一微安表头,内阻，某同学设计了如图 S7-25,所表示电路.图中,是标准电流表，,R,0,和,R,N,分别是滑动变阻器,和电阻箱，S 和 S,1,分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，,E,是,电池.完成以下试验步骤中填空：,图 S7-25,54/55,(1)当将 S 拨向接点 1 时，接通 S,1,，调整_，使待测微,安表头指针偏转到适当位置，记下此时_读数,I,.,(2)然后将 S 拨向接点 2，调整_，使_,_，记下此时,R,N,读数.,(3)屡次重复上述过程，计算,R,N,读数_，此即为待,测微安表头内阻测量值.,答案：,(1),R,0,标准电流表,示数为,I,(2),R,N,标准电流,表,(3)平均值,55/55,
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