高考物理鲁科版选修3-1 7.3《实验：测定金属的电阻率》课件

欢迎进入物理课堂 1 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 它的小砧A和固定刻度S固定在U形框架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mm 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mm 即螺旋测微器的精确度为mm 读数时误差出现在毫米的千分位上 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 毫米 固定刻度数 毫米 注意半毫米刻线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 毫米 0 5 0 01 0 01 2 游标卡尺 如图所示 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 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一种测量长度的工具 不管游标尺上有多少个不等分刻度 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1mm 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 见下表 4 读数 若用x表示由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 则记录结果表达为 x K 精确度 mm 3 实验目的 1 会正确使用螺旋测微器 2 掌握伏安法测电阻的方法 3 测定金属的电阻率 实验器材 被测金属导线 米尺 直流电源 开关 滑动变阻器 导线若干 螺旋测微器 电流表 电压表 3 按照原理图 如图所示 连好用伏安法测电阻的实验电路 4 把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置 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值和电压值并记录在表格中 断开S 求出导线电阻R的平均值 1 电流表的内接法和外接法的比较 试触法若不知Rx的大约阻值 可采用 试触法 将电路如图所示连接 空出电压表的一个接头S 然后将S分别与a b接触一下 观察两表示数变化情况 a 若电流表示数变化明显 说明电压表分流作用较强 即Rx阻值较大 应采用 内接法 S应接b b 若电压表示数变化明显 说明电流表分压作用较强 即Rx阻值较小 应采用 外接法 S应接a 5 滑动变阻器的限流接法和分压接法 1 两种接法比较 2 限流电路 分压电路的选择原则 限流式 该接法适合测量小阻值电阻 和滑动变阻器的总电阻相比 因为Rx越小 限流式中滑动变阻器分得电压越大 调节范围越大 分压式 该接法适合测量大阻值电阻 和滑动变阻器的总电阻相比 因为Rx越大 分压式中Rx几乎不影响电压的分配 滑片移动时 电压变化接近线性关系 便于调节 若采用限流式不能控制电流满足实验要求 即若滑动变阻器阻值调到最大时 待测电阻上的电流 或电压 仍超过电流表 或电压表 的量程 或超过待测电阻的额定电流 则必须选用分压式 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多 以致在限流电路中 滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时 待测电阻上的电流或电压变化范围不够大 此时 应改用分压电路 若实验中要求电压从零开始连续可调 则必须采用分压式电路 通常滑动变阻器以限流接法为主 限流接法好处是电路简单 耗能低 案例1 2010 山东理综 在测定金属电阻率的实验中 某同学连接电路如图所示 闭合电键后 发现电路有故障 已知电源 电表和导线均完好 电源电动势为E 1 若电流表示数为零 电压表示数为E 则发生故障的是 填 待测金属丝 滑动变阻器 或 电键 2 若电流表 电压表示数均为零 该同学利用多用电表检查故障 先将选择开关旋至 挡 填 欧姆 100 直流电压10V 或 直流电流2 5mA 再将 填 红 或 黑 表笔固定在a接线柱 把另一支表笔依次接b c d接线柱 若只有滑动变阻器断路 则多用电表的示数依次是 解析 1 电流表示数为零 说明电路断路 由于电压表示数为E 说明电压表两端与电源相连 因而待测金属丝断路 2 判断电路故障问题 应利用多用电表的直流电压挡 电流应从多用电表的红表笔流入多用电表 因而红表笔应与a接线柱相连 当只有滑动变阻器断路时 黑表笔接b时 多用电表不能与电源形成闭合回路 示数为零 黑表笔接c d时 多用电表与电源两极相连 示数为电源电动势 答案 1 待测金属丝 2 直流电压10V红0EE 案例2 某物理兴趣小组在 测定金属丝电阻率 的实验中碰到了下列问题 请你帮助他们完成该实验 1 需要测量的物理量有 金属丝的电阻Rx 金属丝的直径d和金属丝长度L 计算金属丝电阻率的表达式是 用所测量的字母表示 2 实验中用游标卡尺测量金属丝的长度L时 如图甲所示L cm 用螺旋测微器测量金属丝的直径d时 测量结果如图乙所示 则金属丝的直径d mm 3 如图所示是测量金属丝电阻Rx的电路图 由于电压表和电流表的内阻会对实验产生影响 使测量出现误差 为使测量更准确 按以下操作分别测出两组数据 S接a时 电压表 电流表示数分别为U1 I1 S接b时 电压表 电流表示数分别为U2 I2 在实物图上用实线代替导线按S接b时的电路连接 两电表左端接线柱均为 如果电压表示数变化很小 电流表示数变化较大 待测电阻测量值Rx 如果电流表示数变化很小 电压表示数变化较大 待测电阻测量值Rx 该值较真实值偏 填 大 或 小 为了减小偶然误差 可采取的措施是 为了减小偶然误差可以利用滑动变阻器进行多次测量求平均值 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全