物理选修鲁科版实验一-测量金属的电阻率.ppt

1,实验一测量金属的电阻率,基础知识梳理,【,实验目的,】,1,掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法,2,进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安法测电阻,3,测定金属的电阻率,2,3,【,实验器材,】,被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干,一、伏安法测电阻,电流表,的接法,内接法,外接法,电路,4,5,6,二、滑动变阻器的两种接法,1,两种接法的比较,(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图实一4甲，则金属丝的直径为_ mm.,C电流I的测量 D导线长度的测量,解析螺旋测微器的精确度为0.,1用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录,先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率要求电压从零连续变化,被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干,(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图实一7所示，读得直径d_ mm.,010 m金属丝的电阻大约为4.,电流表A1：量程00.,(4)测量完毕应用软布将千分尺擦试干净，并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后，再放入盒内,1用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录,2读数原理：精密螺纹的螺距为0.,(2)若用图乙实一4测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_(选填“偏大”或“偏小”),1用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录,1结构：如图实一2所示，测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D、测微螺杆F是连在一起的，通过精密螺纹套在B上,7,8,2.,两种接法的选择,由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：,(1),当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大,(,或要求测量多组数据,),时，必须选用分压电路,(2),若采用限流接法，电路中实际电压,(,或电流,),的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法,9,(3),要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时,(,如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等,),，即大范围内测量时，必须采用分压接法,注意,：,限流式接法电路较简单，耗能低，但电压调节范围小；,分压式接法的优点是电压调节范围大，并且可从零开始变化,10,三、螺旋测微器的原理及应用,1,结构：如图实一,2,所示，测砧,A,和固定刻度,B,固定在尺架,C,上，可动刻度,E,、旋钮,D,、微调旋钮,D,、测微螺杆,F,是连在一起的，通过精密螺纹套在,B,上,11,2,读数原理,：精密螺纹的螺距为,0.5 mm,，即,D,每旋转一周，,F,前进或后退,0.5 mm,，可动刻度,E,上的刻度为,50,等分，每一小格表示,0.01 mm.,因此用它测量长度可以准确到,0.01 mm,，测量时被测长度的整毫米数或半毫米数,(,若表示半毫米的刻线已露出,),由固定刻度上读出，小于,0.5 mm,的部分由可动刻度,E,读出,3,读数公式,：固定刻度,B,上的整毫米数,0.5 mm(,判断是否露出,),0.01 mm,对齐格数,(,估读,),12,4,注意事项,(1),测量时，当,F,将要接触被测物体时，要停止使用,D,，改用,D,，以避免,F,和被测物体间产生过大的压力这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确,(2),读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出读数时要准确到,0.01 mm,，估读到,0.001 mm,，即测量结果若用,mm,为单位，则小数点后面必须保留三位,(3),测量圆柱体直径时，应在三个不同位置上各测量一次，求出它们的平均值,(4),测量完毕应用软布将千分尺擦试干净，并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后，再放入盒内,13,核心要点突破,【,实验过程,】,一、实验步骤,1,用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录,2,将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度,l,(,即有效长度,),，反复测量三次，并记录,14,3,依照图实一,3,中所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大,4,电路经检查无误后，闭合开关,S,，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数,I,和,U,的值；记入记录表格内，断开开关,S.,5,拆去实验线路，整理好实验器材,15,16,17,18,【,典例,1】,用伏安法测量某电阻,R,x,的阻值，现有实验器材如下：待测电阻,R,x,(,阻值约为,100),；直流电流表,A(0,10 mA,50),；电压表,V(0,3 V,5 k),；滑动变阻器,R,(0,15,，,1 A),；直流电源,(,电动势为,3 V,，内阻不计,),；开关、导线若干,根据规格要求，画出测量电路图,19,20,【,典例,2】,在,“,测定金属丝电阻率,”,的实验中需要测出其长度,L,、直径,d,和电阻,R,.,(1),用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图实一,4,甲，则金属丝的直径为,_ mm.,21,(2),若用图乙实一,4,测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值,_,(,选填,“,偏大,”,或,“,偏小,”,),(3),用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图实一,5,所示，则电压表的读数为,_V,，电流表的读数为,_A.,22,答案,、也对,),(2),偏小,23,24,解析,计算电阻率公式中的,l,应为接入电路中的长度，并不是整根金属丝的长度,答案,C,25,A,导线直径,d,的测量,B,电压,U,的测量,C,电流,I,的测量,D,导线长度的测量,解析,四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径,d,，因为在计算式中取直径的平方,答案,A,26,3,在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图实一,6,所示，读数为,_mm.,解析,螺旋测微器的精确度为,0.01 mm,，固定刻度读数为,0.5 mm,，可动刻度读数为,11.7 mm,，结果为,d,0.5 mm,11.70.01 mm,0.617 mm.,答案,0.619),27,4.,某同学想要了解导线在质量相等时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等 的,5,卷导线，进行了如下实验：,(1),用螺旋测微器测量某一导线的直径如图实一,7,所示，读得直径,d,_ mm.,28,(2),该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：,请你根据以上数据判断，该种导线的电阻,R,与截面积,S,是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出,R,与,S,应满足的关系,(3),若导线的电阻率,5.110,7,m,，则表中阻值为,3.1,的导线长度,L,_ m(,结果保留两位有效数字,),电阻,R,(),121.0,50.0,23.9,10.0,3.1,导线直径,d,(mm),0.801,0.999,1.201,1.494,1.998,导线截面积,S,(mm,2,),0.504,0.784,1.133,1.753,3.135,29,30,31,答案,(1)20%,(2)5%,分压式接法的优点是电压调节范围大，并且可从零开始变化,直流电源(电动势为3 V，内阻不计)；,电压表V：量程03 V，内阻3 k；,直流电流表A(010 mA,50)；,分压式接法的优点是电压调节范围大，并且可从零开始变化,分压式接法的优点是电压调节范围大，并且可从零开始变化,2，则这种金属材料的电阻率为_m.,(1)当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压电路,2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录,(1)测量时，当F将要接触被测物体时，要停止使用D，改用D，以避免F和被测物体间产生过大的压力这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确,2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录,解析四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方,(3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法,2进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安法测电阻,由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：,被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干,【典例1】用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约为100)；,(4)测量完毕应用软布将千分尺擦试干净，并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后，再放入盒内,32,6.,在,“,测定金属的电阻率,”,的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图实一,9,所示，用米尺测量金属丝的长度,l,1.010 m,金属丝的电阻大约为,4.,先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率要求电压从零连续变化,(1),从图中读出金属丝的直径为,_,33,(2),在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：,直流电源：电动势约,4.5 V,，内阻很小；,电流表,A,1,：量程,0,0.6 A,，内阻,0.125,；,电流表,A,2,：量程,0,3.0 A,，内阻,0.025,；,电压表,V,：量程,0,3 V,，内阻,3 k,；,滑动变阻器,R,1,：最大阻值,10,；,滑动变阻器,R,2,：最大阻值,50,；,开关、导线等,在可供选择的器材中，应该选用的电流表是,_,，应该选用的滑动变阻器是,_,34,(3),根据所选的器材，在方框中画出实验电路图,(,要求电压从,0 V,开始调节,),(4),若根据伏安法测出电阻丝的电阻为,R,4.2,，则这种金属材料的电阻率为,_,m.(,保留二位有效数字,),35,解析,(1),从图中读出金属丝的直径为,0.520 mm.,(2),电流表应选用,A,1,，滑动变阻器选用较小的，选,R,1,.,(3),实验电路图：,36,答案,(1)0.520 mm,(2)A,1,R,1,(3),见解析图,(4)8.810,7,