测金属电阻率课件

,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,测定金属的电阻率,1,ppt课件,测定金属的电阻率1ppt课件,【实验目的】,1.,掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。,2.,掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法。,3.,会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。,【实验原理】,1.,螺旋测微器,:,(1),构造,:,如图,螺旋测微器的测砧,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,是与测微螺杆,F,连在一起的,通过精密螺纹套在,B,上。,2,ppt课件,【实验目的】【实验原理】2ppt课件,(2),原理,:,可动刻度,E,上的刻度为,50,等份,则螺旋测微器的精确度为,0.01mm,。,(3),读数。,测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米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),。,如图所示,固定刻度示数为,2.0mm,而从可动刻度上读的示数为,15.0,最后的读数为,2.0mm+15.00.01mm=2.150mm,。,3,ppt课件,(2)原理:可动刻度E上的刻度为50等份,则螺旋测微器的精确,2.,游标卡尺,:,(1),构造,:,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,(,如图所示,),。,(2),用途,:,测量厚度、长度、深度、内径、外径。,4,ppt课件,2.游标卡尺:(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。,(3),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分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度的总长度少,1mm,。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有,10,格的、,20,格的、,50,格的,其精确度见下表,:,5,ppt课件,(3)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。,(4),读数,:,若用,x,表示从主尺上读出的整毫米数,K,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,则记录结果表示为,(x+K,精确度,)mm,。需要注意的是,不管是哪种卡尺,K,值均不需要估读。,(5),如图所示,有一游标卡尺,主尺的最小分度是,1mm,游标上有,20,个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,图示的读数为,104mm+0.050mm=104.00mm,。,6,ppt课件,(4)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺,4.,电阻率的测定原理,:,(1),把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻,R,x,=,电路原理如图所示。,(2),用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度,l,用螺,旋测微器测得金属丝的直径,d,算出横截面积,S=,(3),根据电阻定律,R=,得金属丝电阻率,=,7,ppt课件,4.电阻率的测定原理:(2)用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分,【实验器材】,被测金属丝,直流电源,(4 V),电流表,(0,0.6 A),电压表,(0,3 V),滑动变阻器,(50),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。,【实验过程】,1.,直径测定,:,用螺旋测微器,(,或游标卡尺,),在被测金属丝,上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值,d,计算,出金属丝的横截面积,S=,2.,电路连接,:,按如图所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路。,8,ppt课件,【实验器材】【实验过程】2.电路连接:按如图所示的电路原理,3.,长度测量,:,用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量,3,次,求出其平均值,l,。,4.U,、,I,测量,:,把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大位置,电路经检查确认无误后,闭合开关,S,改变滑动变阻器滑片位置,读出几组相应的电流表和电压表示数,I,和,U,的值,填入表格中,断开开关,S,。,5.,拆除实验线路,整理好实验器材。,9,ppt课件,3.长度测量:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长,【数据处理】,1.,求,R,x,:,(1),计算法,:,用,R,x,=,分别算出各次的数值,再取平均值。,(2),图象法,:,画出,U-I,图象,U-I,图象的斜率等于,R,x,。,2.,计算电阻率,:,将记录的数据,U,、,I,、,l,、,d,的值代入电,阻率计算式,=,10,ppt课件,【数据处理】2.计算电阻率:将记录的数据U、I、l、d的值代,【误差分析】,1.,系统误差,:,(1),采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。,(2),由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。,2.,偶然误差,:,(1),金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的,直径的测量是产生误差的主要来源之一。,(2),金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。,11,ppt课件,【误差分析】11ppt课件,【注意事项】,1.,螺旋测微器的使用,:,(1),测量前应校对零点,:,使测砧,A,与测微螺杆,P,并拢,观察可动刻度零刻线与固定刻度的轴向线是否重合,以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻线是否重合。,(2),测量时,当测微螺杆,P,将要接触被测物体时,要停止使用旋钮,K,改用微调旋钮,K,当听到“咔、咔”声时,停止转动,以避免,P,和被测物体间产生过大的压力。,(3),螺旋测微器应估读一位,即以,mm,作单位,读到小数点后面第三位。,12,ppt课件,【注意事项】12ppt课件,2.,测定金属的电阻率,:,(1),测量被测金属导线的有效长度,即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值。,(2),闭合开关,S,之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效阻值最大的位置。,(3),电流不宜太大,(,电流表用,0,0.6A,量程,),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大。,13,ppt课件,2.测定金属的电阻率:13ppt课件,热点一实验仪器的读数和实验原理,【典例,1,】,(2017,鹤壁模拟,),在“测定圆柱形材料的电阻率”的实验中,(1),某同学用螺旋测微器测样品直径时,结果如图所示,则该样品的直径为,_mm,。,(2),给样品通电,用量程为,3V,的电压表和量程为,0.6A,的电流表测样品两端的电压和通过样品的电流时读数如图所示,则电流表的读数为,_A,。,14,ppt课件,热点一实验仪器的读数和实验原理(1)某同学用螺旋测微器测样,(3),用米尺测量样品的长度,L=0.810m,。利用以上测量数据,可得这种材料的电阻率为,_,m(,结果保留两位有效数字,),。,答案,:,(1)2.935,(2)0.52,(3)4.210,-5,15,ppt课件,(3)用米尺测量样品的长度L=0.810m。利用以上测量数据,【强化训练】,(2017,孝感模拟,),在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下,:,待测金属丝,:R,x,(,阻值约,4,额定电压约,2 V);,电压表,:V(,量程,3V,内阻约,3k);,电流表,:A,1,(,量程,0.6A,内阻约,0.2);,A,2,(,量程,3A,内阻约,0.05);,电源,:E,1,(,电动势,3V,内阻不计,);,E,2,(,电动势,12V,内阻不计,);,滑动变阻器,:R,1,(,最大阻值约,20);,R,2,(,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,需要多组测量,电流表应选,_,、电源应选,_,、滑动变阻器应选,_(,均填器材代号,),在虚线框中完成电路原理图。,16,ppt课件,【强化训练】(2017孝感模拟)在测量金属丝电阻率的实验中,答案,:,(1)1.773(1.771,1.775,均正确,),(2)A,1,E,1,R,1,电路图见解析图,17,ppt课件,答案:(1)1.773(1.7711.775均正确)17p,热点二实验数据的分析和处理,【典例,2,】,实验室购买了一捆标称长度为,100m,的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为,1.0mm,2,查得铜的电阻率为,1.710,-8,m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻,R,x,从而确定导线的实际长度。,可供使用的器材有,:,电流表,:,量程,0.6A,内阻约,0.2;,电压表,:,量程,3V,内阻约,9k;,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,6V,内阻可不计,;,开关、导线若干。,18,ppt课件,热点二实验数据的分析和处理可供使用的器材有:18ppt课件,回答下列问题,:(1),实验中滑动变阻器应选,_(,选填“,R,1,”,或“,R,2,”),闭合开关,S,前应将滑片移至,_(,选填“,a”,或“,b”),端。,(2),在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。,(3),调节滑动变阻器,当电流表的读数为,0.50A,时,电压表示数如图乙所示,读数为,_V,。,(4),导线实际长度为,_m(,保留,2,位有效数字,),。,19,ppt课件,回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应选_(选,【强化训练】,(2017,武汉模拟,),某学习小组用伏安法测量一未知电阻,R,x,的阻值,给定器材及规格为,:,电流表,A(,量程为,0,5mA,内阻约为,10);,电压表,V(,量程为,0,3V,内阻约为,3k);,最大阻值约为,100,的滑动变阻器,;,电源,E(,电动势约,3V);,开关,S,、导线若干。,(1),由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图甲所示电路试测,读得电压表示数大约为,2.5V,电流表示数大约为,5mA,则未知电阻的阻值,R,x,大约为,_,。,(2),经分析,该电路测量误差较大,需改进。请直接在图甲上改画,:,在不需要的连线上画“,”,表示,补画上需要添加的连线。,(3),对改进的电路进行测量,并根据测量数据画出了如图乙所示的,U-I,图象,得,R,x,=_(,保留三位有效数字,),。,20,ppt课件,【强化训练】(2017武汉模拟)某学习小组用伏安法测量一未,【解析】,(1),根据用图甲测量的数据和欧姆定律可得,R,x,=500,。,(2),待测电阻,R,x,约为,500,而电压表的内阻约为,3k,是待测电阻的,6,倍左右,电流表的内阻约为,10,待测电阻是电流表内阻的,50,倍左右,所以用电流表外接法电压表的分流作用比较大,应改为电流表内接法。,21,ppt课件,【解析】(1)根据用图甲测量的数据和欧姆定律可得Rx=,(3),待测电阻,R,x,的大小就等于图乙中图线的斜率,即,R,x,=500,。,答案,:,(1)500,(2),见解析图,(3)500,22,ppt课件,(3)待测电阻Rx的大小就等于图乙中图线的斜率,即22ppt,热点三实验拓展与创新,【典例,3,】,(2017,福州模拟,),国标,(GB/T),规定自来水在,15,时电阻率应大于,13,m,。某同学利用图甲电路测量,15,自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门,K,以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞,(,活塞电阻可忽略,),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有,:,电源,(,电动势约为,3V,内阻可忽略,),电压表,V,1,(,量程为,3V,内阻很大,),电压表,V,2,(,量程为,3V,内阻很大,),定值电阻,R,1,(,阻值,4k),定值电阻,R,2,(,阻值,2k),电阻箱,R(,最大阻值,9999),单刀双掷开关,S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。,23,ppt课件,热点三实验拓展与创新23ppt课件,实验步骤如下,:,A.,用游标卡尺测量玻璃管的内径,d;,B.,向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度,L;,C.,把,S,拨到,1,位置,记录电压表,V,1,示数,;,D.,把,S,拨到,2,位置,调整电阻箱阻值,使电压表,V,2,示数与电压表,V,1,示数相同,记录电阻箱的阻值,R;,E.,改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤,C,、,D,记录每一次水柱长度,L,和电阻箱阻值,R;,F.,断开,S,整理好器材。,(1),测玻璃管内径,d,时游标卡尺,示数如图乙,则,d=_mm,。,24,ppt课件,实验步骤如下:24ppt课件,(2),玻璃管内水柱的电阻,R,x,的表达式为,R,x,=_(,用,R,1,、,R,2,、,R,表示,),。,(3),利用记录的多组水柱长度,L,和对应,的电阻箱阻值,R,的数据,绘制出如图丙,所示的,R-,关系图象。自来水的电,阻率,=_,m(,保留两位有效数字,),。,25,ppt课件,(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx=_,【解析】,(1),根据游标卡尺的读数规则,玻璃管内径,d=30mm+00.05mm=30.00mm,。,(2),把,S,拨到,1,位置,记录电压表,V,1,示数,得到通过水柱的,电流,I,1,=,。由闭合电路欧姆定律,E=U+R,x,;,把,S,拨,到,2,位置,调整电阻箱阻值,使电压表,V,2,示数与电压表,V,1,示数相同,记录电阻箱的阻值,R,得到该支路的电流,26,ppt课件,【解析】(1)根据游标卡尺的读数规则,玻璃管内径26ppt课,I,2,=,。由闭合电路欧姆定律,E=U+R,2,;,联立解,得,:R,x,=,(3),由电阻定律,R,x,=,R,x,=,联立解得,:R=,R-,关系图象斜率,k=0.410,3,m,解得,:=14,m,。,答案,:,(1)30.00,(2),(3)14,27,ppt课件,I2=。由闭合电路欧姆定律,E=U+R2;联立解2,【强化训练】,1.,某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻,R,x,:,电源,E,适当量程的电流表、电压表各一只,(,电流表有内阻,电压表内阻不是无限大,),滑动变阻器,R,、,R,P,开关,S,1,、,S,2,导线若干。他设计如图甲所示的电路测量电阻,R,x,的值,并有效地消除了因电压表和电流表内阻而产生的系统误差。实验步骤如下,:,A.,先闭合,S,1,断开,S,2,调节,R,和,R,P,使电流表和电压表示数合理,记下两表示数为,I,1,、,U,1,;,B.,闭合,S,2,调节,R,P,记下电流表和电压表示数为,I,2,、,U,2,。,28,ppt课件,【强化训练】1.某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx:电源,(1),请你帮他按电路图在实物图乙上连线。,(2),指出上述步骤,B,中错误的做法并进行改正,:_,写出用测量数据表示被测电阻,R,x,的表达式,:_,。,(2),应该保持,R,P,不变,测出电流表和电压表的读数为,I,2,、,U,2,29,ppt课件,(1)请你帮他按电路图在实物图乙上连线。(2)应该保持RP不,(2),先闭合,S,1,断开,S,2,根据欧姆定律,则有,:,R,P,=,再闭合,S,2,则有,:,联立上式,解得,:R,x,=,由以上解析过程可知,两式中,R,P,应相等,所以步骤,B,中应保持,R,P,不变。,30,ppt课件,(2)先闭合S1,断开S2,根据欧姆定律,则有:由以上解析过,2.(2017,潍坊模拟,),为了精确测量某一玩具电动机中导线圈的电阻。某实验小组设计了如图甲所示的电路。可供选择的实验仪器如下,:,电流表,A,1,(0,3A,内阻约,5);,滑动变阻器,R,1,(0,1k,额定电流,0.5A),电流表,A,2,(0,100mA,内阻约,10);,滑动变阻器,R,2,(0,50,额定电流,2A);,多用电表,;,定值电阻,R,0,=20;,电源,(3V,、内阻约,1),及开关等,导线若干。,31,ppt课件,2.(2017潍坊模拟)为了精确测量某一玩具电动机中导线圈,(1),请按图甲将图乙实物图连接完整。,(2),应选择的电流表是,_,滑动变阻器是,_(,填写符号,),。,(3),测量过程中应保证电动机,_(,选填“转动”或“不转动”,),。,32,ppt课件,(1)请按图甲将图乙实物图连接完整。32ppt课件,(4),为防止烧坏电动机,实验中要分次读取数据,由实验测得的数据已在图丙的,U-I,图中标出,请你完成图线,并由图线求出玩具电动机中导线圈的电阻,R=_(,保留三位有效数字,),。,33,ppt课件,(4)为防止烧坏电动机,实验中要分次读取数据,由实验测得的数,(2),由题中的,U-I,图象可知,电流表选,A,2,为使电路调节方便,滑动变阻器选,R,2,。,(3),若电动机转动会有机械能的转化,此时电动机就是非纯电阻电路,不能满足欧姆定律成立的条件,故在测量过程中应保证电动机不转动。,34,ppt课件,(2)由题中的U-I图象可知,电流表选A2,为使电路调节方便,(4),将图象连成直线,如图,并求出图象的斜率即为待测的电动机中导线圈的电阻与定值电阻,R,0,的总电阻,R,总,=R,0,+R=37.5,所以,R=17.5,。,35,ppt课件,(4)将图象连成直线,如图,并求出图象的斜率即为待测的电动机,