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恒定电流恒定电流第八章实验八测定金属的电阻率实验八测定金属的电阻率1 1基 础 知 识 梳 理基 础 知 识 梳 理2 2核 心 考 点 突 破核 心 考 点 突 破3 32 2 年 高 考 模 拟年 高 考 模 拟基础知识梳理基础知识梳理 一、实验目的 1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。 2掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。 二、实验原理 1游标卡尺的构造、原理及读数 (1)构造 (如图)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。 (2)原理 利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等份刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可准确到)109mm0.1mm_2019mm0.05mm_5049mm0.02mm_0.1 mm0.05 mm0.02 mm (3)读数 若用L0表示由主尺上读出的整毫米数，x表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则其读数为LL0kx，其中k为精确度。 2螺旋测微器的构造、原理及读数 (1)螺旋测微器的构造 如下图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上。 (2)螺旋测微器的原理 测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm。即螺旋测微器的精确度为_。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 (3)读数 测量时被测物体长度的整数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)。0.01 mm 3伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较外接法外接法内接法内接法 实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表_；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表_。外接法外接法内接法内接法 (3)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法。下下左左限流法分压法滑动变阻器的电阻与用电器的电阻差不多大时电压调节作用最理想滑动变阻器的电阻越小调节用电器电压的作用越好说明：有下列几种情况的一定要用分压法：(1)被调节的用电器的电压或电流一定要从0开始连续调节或要求测量数据尽量多(2)采用限流电路时，电路中的最小电流仍超过电表量程或超过元件允许的最大电流时(3)在给予的滑动变阻器的电阻最大值远小于用电器的电阻时在可用分压法也可用限流法时，用限流法一般节省能耗，连线方便。不过在不强调能耗的情况下，绝大多数都可用分压法。分压法更要考虑变阻器的最大电流不得超过其限度米尺米尺螺旋测微器螺旋测微器 (1)实验步骤 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。 接好用伏安法测电阻的实验电路。 用毫米刻度尺测量_电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。 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、U的值，记录在表格内。 拆除实验线路，整理好实验器材。接入接入 (3)注意事项 先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。 电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。 电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。核心考点突破核心考点突破例 1测量仪器、仪表的读数 考点一 接03V量程时读数为_V。 接015V量程时读数为_V。 接03A量程时读数为_A。 接00.6A量程时读数为_A。 1.889.40.820.16 (2)(2017辽宁大连育明高级中学期末)某同学用游标卡尺的_测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为_cm； 该同学用螺旋测微器测得其玻璃厚度如图乙所示，则厚度为_ mm； 该同学用螺旋测微器又测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为1.731mm，则a_，b_。深度尺深度尺10.022.760200 (3)(2017山东济南一中等联考)某同学用刻度尺测量金属丝的长度l，其示数如图甲，则金属丝的长度l_cm。40.29 解题导思：(1)接03V量程时，对应刻度盘上每一小格代表0.1V，接015V量程时，对应刻度盘上每一小格代表0.5V。 (2)接00.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表0.02A，接03A量程时，对应刻度盘上每一小格代表0.1A。解析(1)刻度盘上每一小格为0.1V，读数为1.88V。刻度盘上每一小格为0.5V，读数为9.4V。刻度盘上每一小格为0.1A，读数为0.82A。刻度盘上每一小格为0.02A，读数为0.16A。 (2)测玻璃杯的内高用游标卡尺的深度尺，由图甲知，游标尺有10个刻度线，其精确度为0.1mm，则玻璃杯的内高为10cm20.1mm10.02cm。 由图乙知，玻璃杯的厚度为2.5mm26.00.01mm2.760mm。 螺旋测微器读数时，在固定刻度处读出整毫米数或半毫米数，由于小球直径为1.731mm，固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为(1.731mm1.5mm)/0.01mm23.1，故a20，b0。 (3)由图甲知，刻度尺的分度值为0.1cm，读数时要估计一位，金属丝的长度l40.29cm。 方法总结： 电流表和电压表的读数原则 (1)若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.01时，需估读到最小刻度值的下一位。 (2)若刻度盘上每一小格为：0.2,0.02,0.5,0.05时，只需估读到最小刻度值的位数。 解析毫米刻度尺读数时要求估读一位，故A正确；10分度游标卡尺精确度为0.1mm，故B正确；50分度游标卡尺精确度为0.02mm，测量结果末位只能为偶数，故C错误；螺旋测微器精确度为0.01mm，读数时需估读一位，故D正确。C符合题意。类题演练类题演练 1 C 例 1教材原型实验 考点二4.200 (2)为准确测量金属丝的电阻，实验老师提供了以下实验器材： A金属丝Rx(约300) B电池组(6V，内阻为0.05) C电流表A1(30mA，内阻约10) D电流表A2(3A，内阻约0.1) E电压表V(6V，内阻RV30k) F滑动变阻器R1(50，2A) G滑动变阻器R2(25，0.1A) H开关一个，导线若干 该同学根据所给器材的特点，进行了实验电路的设计。实验要求通过金属丝的电流从零开始增加，则电流表应选择_，滑动变阻器应选择_。(填器材前的字母标号) 如图乙所示，该同学只连接了部分导线，请你帮助他完成实验电路的连接。 CG 答案：(2)如图 规律总结： 实物图连线的一般思路 实物连线就是根据电路图把实物连起来，实物连线的一般思路如下： (1)先画电路图，后画实物图。在电路图上标明电源的正、负极，电流表和电压表的正、负接线柱等。(按实物的布局设计线路图，再根据线路图连接实物图) (2)先串后并，注意正负。画电路实物图时，应选择一条包含电路元件最多的通路，例如：从电源的正极出发，沿着电流的方向依次把开关、用电器、电流表(先接正接线柱，后接负接线柱)、变阻器等连接起来，一直连到电源负极，然后再把其余的电路元件和电压表并联在电路的某两点之间。 (3)注意量程，接线到柱。连接多量程电流表、电压表时，应注意选择适当的接线柱(即选取合适的量程)，所有导线的连接点都应画在用电器的接线柱上或电源的正、负极上，不应在无接线柱的地方把几条导线相接。 (4)避免交叉，检查无误。所画导线不应交叉，以使连接情况清晰易辨。画好电路实物图后，应对照电路图再检查一遍，以便减小错误。 类题演练类题演练 2 滑动变阻器R2(最大阻值约1k)； 螺旋测微器，毫米刻度尺，开关，导线。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_ _mm； (2)为使测量尽量精确，需要测量多组数据，电流表应选_，电源应选_，滑动变阻器应选_(均填器材符号)； (3)在虚线框中画出实验电路原理图。1.773 (1.7711.775) A1E1R1 答案：如图所示 解析(1)从题图中读出金属丝的直径d1.5mm27.30.01mm1.773mm； (2)待测金属丝的额定电压约为2V，故电源选择E1；电路中最大电流约为0.5A，故电流表应选A1。为提高精确度，实验需要测量多组数据，滑动变阻器采用分压接法，故选择最大阻值较小的R1； (3)因电流表A1内阻和金属丝的电阻阻值相差不大，则电流表采用外接法，实验电路原理图如图所示。例 3实验拓展创新 考点三序号器材说明金属丝(L)长度为L0，直径为D，阻值约10电流表(A1)量程10mA，内阻r130电流表(A2)量程500A，内阻r2800电压表V量程为10V，内阻为10k电阻(R1)阻值为100，起保护作用滑动变阻器(R2)总阻值约10电源(E)电动势1.5V，内阻很小开关(S)0.400 答案：(3)如图所示类题演练类题演练 3 (1)将开关S2拨向接点1，闭合开关S1，调节R1，使电流表指针偏转到适当位置，记下此时的读数I；然后将开关S2拨向接点2，调节R2，使_，记下此时R2的读数R0，则此时自来水的电阻值为R_。 (2)要研究电导率，可用如图乙所示的游标卡尺的_部分(填“A”“B”或“C”)测量玻璃管内径，其内径为_mm，进而确定水柱的横截面积。 电流表读数为电流表读数为IR0A20.35
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