测定金属电阻率

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,*,实验七,实验七,测定金属的电阻率,(,练习使用螺旋测微器,),实验七,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,实验目的,实验原理,实验步骤,实验器材,数据处理,注意事项,基础再现,深度思考,螺旋测微器,游标卡尺,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【,1,、螺旋测微器的构造,】,如图,1,所示是常用的螺旋测微器它的测砧,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，通过精密螺纹套在,B,上,图,1,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【 2,、螺旋测微器的原理,】,测微螺杆,F,与固定刻度,B,之间的精密螺纹的螺距为,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,上的刻度为,50,等份，每转动一小格，,F,前进或后退,0.01 mm.,即螺旋测微器的精确度为,0.01 mm.,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,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【 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,(,毫米,),固定刻度数,(,毫米,)(,注意半毫米刻度线是否露出,),可动刻度数,(,估读一位,)0.01(,毫米,),基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【 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，尺身上还有一个紧固螺钉,(,如图,2,所示,),图,2,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【 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少,1 mm.,常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有,10,个的、,20,个的、,50,个的,.,【 3,、用途,】,测量厚度、长度、深度、内径、外径,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【4,、,读数,】,先从主尺上读出整毫米数，再看游标尺上哪条刻线与主尺上的某条刻线对齐再乘上精确度，二者相加即为游标卡尺的读数,.,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,1,掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法,2,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,3,会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率,【,实验目的,】,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【,实验原理,】,图,4,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,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,0,50,),、电池组、开关、被测金属丝、导线若干,【,实验器材,】,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【,实验步骤,】,1,直径测定：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,，计算出导线的横截面积,S,.,2,电路连接：连接好用伏安法测电阻的实验电路,3,长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量,3,次，求其平均值,l,.,4,U,、,I,测量：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，电路经检查确认无误后，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，填入记录表格内，断开开关,S,，求出金属导线电阻,R,的平均值,5,拆除电路，整理好实验器材,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,【,误差分析,】,1,金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一,2,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,3,金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等也会带来偶然误差,4,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,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,1,本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法,2,实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路,(,闭合电路,),，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端,3,测量被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，亦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,4,测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值,【,注意事项,】,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,5,闭合开关,S,之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置,6, 在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度,I,不宜过大,(,电流表用,0,0.6 A,量程,),，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大,7,求,R,的平均值时可用两种方法：第一种是用,R,U,/,I,算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象,(,U,I,图线,),来求出若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑,基础再现,深度思考,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,考点一游标卡尺、螺旋测微器的读数,【,例,1,】,(1),如图,11,所示为一种游标卡尺，它的游标尺上有,20,个小的等分刻度，总长度为,19 mm.,用它测量某物,体长度时，游标卡尺示数如图所示，则该物体的长度,是,_ cm.,(2),如图,12,所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为,_ mm.,图,11,图,12,1.050,0.260,课堂探究,突破考点,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,考点二对实验的理解与应用,【,例,2 】,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,13,所示，用米尺测出金属丝的长度,L,，金属丝的电阻大约为,5 ,，先用伏安法测出金属丝的电阻,R,，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率,(1),从图中读出金属丝的直径为,_,mm,.,(2),为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：,A,电压表,0,3,V,，内阻,10,k,B,电压表,0,15,V,，内阻,50,k,C,电流表,0,0.6,A,，内阻,0.05 ,D,电流表,0,3,A,，内阻,0.01 ,E,滑动变阻器,0,10,F,滑动变阻器,0,100 ,图,13,0.680,课堂探究,突破考点,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,要求较准确地测出其阻值，电压表应选,_,，电流表应选,_,，滑动变阻器应选,_,(,填序号,),实验中某同学的实物接线如图,14,所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误,错误,1,：,_,；,错误,2,：,_,。,图,14,A,C,E,导线连接在滑动变阻器的滑片上,采用了电流表内接法,课堂探究,突破考点,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,考点三伏安法测电阻率,(,仪器选取及电路设计,),【,例,3 】,某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为,5 ,，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：,A,电池组,(3 V,，内阻约,1 ),B,电流表,A,1,(0,3 A,，内阻,0.012 5 ),C,电流表,A,2,(0,0.6 A,，内阻约,0.125 ),D,电压表,V,1,(0,3 V,，内阻,4,k,),E,电压表,V,2,(0,15 V,，内阻,15,k,F,滑动变阻器,R,1,(0,20 ,，允许最大电流,1 A),G,滑动变阻器,R,2,(0,2 000 ,，允许最大电流,0.3 A),H,开关、导线若干,课堂探究,突破考点,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,(1),实验时应从上述器材中选用,_(,填写仪器前字母代号,),(2),测电阻时，电流表、电压表、待测电阻,R,x,在组成测量电路时，应采用安培表,_,接法，将设计的电路图画在下面虚线框内,(3),若用螺旋测微器测得金属丝的直径,d,的读数如图,15,，则读为,_,mm,.,(4),若用,L,表示金属丝的长度，,d,表示直径，测得电阻为,R,，请写出计算金属丝电阻率的表达式,_.,图,15,ACDFH,外,0.900,课堂探究,突破考点,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,1,(2010,安徽理综,21()(1),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,18(,a,),所示，读数为,mm,.,(2),在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为,20,分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图,(,b,),所示，读数为,_,cm,.,图,18,(a),(b),0.617(0.616,0.619),0.675,随堂训练,能力达标,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,4,2010,年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的“突破性研究”石墨烯可来源于铅笔芯，某校,A,、,B,两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率，他们在老师的指导下各自选取一段长为,L,、横截面积为,S,的粗细均匀的铅笔芯，根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验：,(1),A,组方案：实验电路如图,25,所示,(,整根铅笔芯连在电路中,),主要步骤如下，请完成相关问题：,图,25,随堂训练,能力达标,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,a,图,26,是该方案所用器材的实物图，图中已连好部分导线，请用笔画线代替导线将电路图补充完整,图,26,随堂训练,能力达标,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,b,实验中测出多组,U,、,I,数据；,c,将测量数据描在图,27,所示的坐标纸上请在图中完成该铅笔芯的,U,I,图线，并根据图线求出其电阻值,R,_.,d,由,求得铅笔芯的电阻率,图,27,5.0,随堂训练,能力达标,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,(2)B,组方案：实验电路如图,28,所示主要步骤如下，请完成相关问题：,a,闭合开关,S,1,，单刀双掷开关,S,2,扳到“,1”,位置 ，调节变阻器,R,，使电压表为某一适当的读数，测量并记下金属滑环到铅笔芯左端,O,点的距离,L,1,；,b,保持,R,不变，开关,S,2,扳到“,2”,位置，调节电阻箱,R,，使电压表的读数与开关,S,2,位于“,1”,位置时相同，此时电阻箱各旋钮情况如图,29,所示，则这段长度为,L,1,的铅笔芯的电阻值为,_.,图,28,图,29,2.8,随堂训练,能力达标,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,c,移动金属滑环，重复,a,、,b,步骤记下多组,R,、,L,数据，画出,R,L,图线，求出该铅笔芯的电阻率,(3),从电压表内阻对实验结果的影响考虑，较合理的方案是,_,组,(,填“,A”,或“,B”),B,随堂训练,能力达标,本课栏目开关,基础再现,深度思考,课堂探究,突破考点,随堂训练,能力达标,