实验测定金属的电阻率课件

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,*,一、螺旋测微器,1,.构造,如图8-5-1所示是常用的螺旋测微器，它的测砧,A,和固定刻度,G,固定在框架,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,G,上.,一、螺旋测微器,1,2,.原理,精密螺纹的螺距是0.5mm，即,K,每旋转一周，,P,前进或后退0.5mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm，即可动刻度每转过一等份，,P,前进或后退0.01mm.因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01mm.用它测量长度，可以精确到,mm，还可以估读到0.001mm(即毫米的千分位)，因此螺旋测微器又称为千分尺.,0.01,3,.读数方法,先从固定刻度,G,上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数(注意估读).即有：,2.原理0.013.读数方法,2,测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数精确度.(注意单位为mm),如图8-5-2所示，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.5格，最后的读数为：2.0mm+15.50.01mm=2.155mm.,测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数精确度.(注意单位为m,3,4.,注意事项,(1),测量前须校对零点：先使小砧A与测微螺杆P并拢，观察可动刻度的零刻度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度线是否重合，否则应加以修正.,(2),读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.,(3),测量时，当螺杆,P,快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮,K,，改用微调旋钮,K,，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮,K,，并拧紧固定旋钮.这样做既可保护仪器，又能保证测量结果的准确性.,4.注意事项(2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特,4,1.实验目的,(1),学会使用各种常用电学仪器，会正确读数.,(2),学会使用螺旋测微器并掌握正确读数方法.,(3),学会用伏安法测量电阻的阻值，测定出金属的电阻率.,(4),学会选择滑动变阻器的连接方式(分压、限流).,1.实验目的,5,2.实验原理,用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度,L,，用螺旋测微器测导线的直径,d,，用伏安法测导线的电阻,R,，由 ，得,3.实验器材,待测金属丝、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.,2.实验原理,6,4.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，取直径,d,的平均值.,(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(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值,L,.,4.实验步骤,7,(3),选择恰当的器材，依照图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.,(3)选择恰当的器材，依照图中所示的电路图用导线把器材连,8,(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，求出电阻,R,的平均值.,(5),将测得,R,、,L,、,d,的值，代入电阻率计算公式,中，计算出金属丝的电阻率.,(6),整理好实验器材，实验结束.,(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,9,5.注意事项,(1),本实验中待测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，必须采用电流表外接法；,(2),测量待测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直；,(3),闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置；,(4),在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流的值不宜过大(电流表用00.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大.,5.注意事项(3)闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片,10,6.测量电路的选择,(1)测量电路电流表“内接法”与“外接法”比较,电流,表,原理图,测量值与真实值关系,测量结果,内,接,法,U,测,=,U,A,+,U,x,真,U,x,真,I,测,=,I,x,真,外,接,法,U,测,=,U,x,真,I,测,=,I,V,+,I,x,真,I,x,真,6.测量电路的选择电流原理图测量值与真实值关系测量结果内,11,7.供电电路的选择,(1),限流式和分压式的比较(假设内阻,r,=0),两种接法电路图,滑动电阻使用特点,负载,R,x,上电压调节范围,负载,R,x,上电流调节范围,限,流,式,只使用,aP,段.,Pb,段无电流通过,分,压,式,aP,段和,Pb,段均有电流通过,0,U,x,E,7.供电电路的选择两种接法电路图滑动电阻使用特点负载Rx,12,(2)限流式和分压式的选择,如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法：,a.用电器的电压或电流要求从零开始连续可调.,b.要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小.,c.采用限流接法时限制不住电表超量程，用电器超额定值.,若,R,x,比,R,0,小得多，则选择限流；若,R,x,与,R,0,接近，则分压、限流都可以；若,R,x,比,R,0,大得多，则选择分压.,(2)限流式和分压式的选择,13,电路,限流电路，安培表内接法,R,X,A,V,限流电路，安培表外接法,R,X,A,V,分压电路，安培表内接法,分压电路，安培表外接法,R,X,A,V,R,X,V,A,电路限流电路，安培表内接法RXAV限流电路，安培表外接法,14,主题(1)螺旋测微器的读数,1.,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8-3-1所示，用米尺测量金属丝的长度,l,=0.810m.金属丝的电阻大约为4，先用伏安法测出金属丝的电阻为Rx=4.1，从图中读出金属丝的直径为,mm，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率为,m.,0.1)10,-6,(0.5200.002),(1.1,主题(1)螺旋测微器的读数 1.在“测定金属的电阻率”,15,解析：金属丝的直径根据图中可读出(0.5200.002)mm,根据电阻定律，可得,=(1.10.1)10,-6,m,螺旋测微器的使用,螺旋测微器是高考中常见的一种测量仪器.螺旋测微器,的读数是由固定刻度的读数(大于0.5mm部分)+可动刻,度的读数(小于0.5mm部分)，读数要有估算值.,解析：金属丝的直径根据图中可读出(0.5200.002)m,16,2.有一个电阻,R,x,，其阻值大约是25k，可供选择的器材是：,电流表A,1,(0100A，2k),电流表A,2,(0500A，300),电压表V,1,(010V，100k),电压表V,2,(050V，500k),直流稳压电源,E,(15V，1A),滑动变阻器,R,(1k，1W),电键,K,和若干根导线.,为了测出Rx的电阻，试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图.,主题(2)实验器材和测量电路的选择,2.有一个电阻Rx，其阻值大约是25k，可供选择的器材是：,17,解析：,(1),若滑动变阻器用限流接法，电路中的最小电流为 ，超过两表的量程，因此,滑动变阻器必须用分压式接法.若电压表选V,2,(50V)，则电源电压15V不足其量程的13，所以电压表应选V,1,(10V).由于用分压式接法时，电阻Rx中的最大电流为 ，所以电流表选A,2,(500A).,(2),安培表内接法和外接法的选择：因为,R,x,=25k,R,A,=300，所以采用安培表内接法.,解析：(1)若滑动变阻器用限流接法，电路中的最小电流为,18,归纳：仪器选择一般考虑三方面的因素：,(1)安全因素：,如通过电源、电阻、电流表、电压表的电流不超过允许的额定电流；,(2)误差因素：,如选用电表量程应考虑尽量减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，要用尽可能使指针接近满刻度的量程，其指针应偏转到满刻度的23左右，即在量程符合要求的情况下选择量程小的，则偏角变大；,(3)便于操作：,如选用滑动变阻器应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线.,归纳：仪器选择一般考虑三方面的因素：(1)安全因素：如通过电,19,2.,在用伏安法测定金属丝的电阻时，除待测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：,A.直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；,B.电流表A,1,：量程00.6A，内阻0.125；,C.电流表A,2,：量程03.0A，内阻0.025；,D.电压表V：量程04V，内阻3k；,E.滑动变阻器,R,1,：最大阻值10；,F.滑动变阻器,R,2,：最大阻值50；,G.开关、导线等.,(1),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,.,(2),根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图.,R,1,A,1,2.在用伏安法测定金属丝的电阻时，除待测电阻丝外，还有如下供,20,实验测定金属的电阻率课件,21,8.测电阻的新方法：,1.安安法测电阻,A,2,A,1,A,2,A,1,R,x,电流表的创新使用测电压,条件：已知电流表,A,2,的内阻,将,A,2,看成一个电压表使用,没有系统误差,根据并联分流进行测量,没有系统误差,8.测电阻的新方法：1.安安法测电阻 A2A1A,22,V,1,v,2,R,x,V,2,v,1,2“伏伏法”,电压表的创新使用测电流,条件：已知电压表,V,2,的内阻,将,V,2,看成一个电流表使用,没有系统误差,存在系统误差,R,x,V,2,v,1,R,0,V,2,v,1,能否消除？,根据串联分压进行测量,没有系统误差,没有系统误差,V1v2RxV2v12“伏伏法”电压表的创,23,3.替代法测量电阻,实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便是待测电阻的阻值,1.原理,2.电路,R,0,R,X,A,S,1,S,2,+,R,0,V,S,1,R,X,S,2,P,+,用电阻箱和电流表测量,用电阻箱和电压表测量,3.替代法测量电阻实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表,24,主题(3)利用伏安法测电表的内阻,3.实验室中现有器材如实物图8-3-2所示，有：,电池的电动势约10V，内阻约1；,电流表A,1,，量程10A，内阻,r,1,约为0.2；,电流表A,2,，量程300mA，内阻,r,2,约为5；,电流表A,3,，量程250mA，内阻,r,3,约为5；,电阻箱,R,1,，最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1；,滑动变阻器,R,2,，最大阻值100；开关S，导线若干.,要求用图8-3-3所示的电路测定图中电流表A的内阻.,主题(3)利用伏安法测电表的内阻要求用图8-3-3所示的电路,25,(1),在所给的三个电流表中，可用哪几个精确测出其内阻？,(2),在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路.,(3),你要读出的物理量是？,(1)在所给的三个电流表中，可用哪几个精确测出其内阻？,26,解析：,(1),由电路图可知待测电流表A与电阻箱并联后与接在主干电路上的电流表A连成一个闭合回路.设流过电流表A的电流为,I,，流过电阻箱,R,1,的电流为,I,1,，流过电流表A的电流为,I,，根据电流分配关系，得,I,=,I,+,I,1,对于电流表A和电阻箱,R,1,并联支路，设电阻箱此时电阻值为,R,x,，有,Ir,A,=,I,1,R,x,解得,解析：(1)由电路图可知待测电流表A与电阻箱并联后与接在主干,27,式说明待测电流表A的内阻