高中物理课件：第九节《实验：测定金属的电阻率》（人教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第九节实验 测定金属的电阻率 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第九节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 巩固用伏安法测电阻的电路 原理及实验操作 2 学会螺旋测微器的使用 重点难点 1 根据实际情况正确设计实验电路 2 螺旋测微器的读数 课前自主学案 一 实验目的1 学会使用螺旋测微器 并会读螺旋测微器的读数 2 进一步理解伏安法测电阻的原理及如何减小误差 3 间接测定金属的电阻率 图14 9 1 由于金属丝电阻一般较小 相对于电压表内阻来说 故实验时应采用电流表外接法 至于滑动变阻器是采用限流式还是分压式 可根据实验所提供的器材及要求 按照前面提到的方法灵活选取 若无特别要求 一般可用限流式 三 实验器材待测金属丝 电压表 电流表 滑动变阻器 干电池 2节 开关 导线若干 毫米刻度尺 螺旋测微器 四 实验步骤1 用螺旋测微器在金属丝上的三个不同位置上各测直径一次 求出直径D的平均值 2 用米尺测量连入电路的金属丝的长度三次 求出平均值 3 依照实验线路图用导线把器材连好 并把滑动变阻器的滑键置于正确的位置 4 合上开关 5 调节变阻器 记录几组合适的I U值 6 断开开关 拆除导线 整理好器材 七 注意事项1 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 即电压表两并入点间的待测导线长度 测量时应将导线拉直 2 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 3 在用伏安法测电阻时 通过待测导线的电流I的值不宜过大 电流表用0 0 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 4 求R的平均值可用两种方法 第一种是先算出各次的测量值 再取平均值 第二种是用图象U I 图线 的斜率求出 若采用图象法 在描点时 要尽量使点间的距离拉大一些 连线时要让各点均匀分布在直线两侧 个别明显偏离较远的点可以不予考虑 核心要点突破 一 在本实验中 为什么要采用电流表外接 在本实验中由于所测金属导线的电阻较小 属于RV Rx Rx RA的情况 故应采用电流表外接法 二 在本实验中 滑动变阻器为什么要采用限流式接法 由于所测金属导线的电阻一般远小于滑动变阻器的电阻 故在本实验中 滑动变阻器一般应采用限流式接法 三 螺旋测微器如何读数 1 构造原理螺旋测微器是测量长度的仪器之一 在实验中常用它测量小球的直径 金属丝的直径和薄板的厚度等 用它测量长度 可以精确到0 01mm 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 图14 9 2所示是常用的螺旋测微器 它的小砧A和固定刻度B固定在框架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 精密螺纹的螺距是0 5mm 即每旋转一周 F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1等份 F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 图14 9 2 2 使用方法 1 找出零误差 测物前将两小砧并拢 如果可动刻度的零刻线正好在固定的零刻线上 零误差为零 如果可动刻度的零刻线在固定零刻线之上n小格 应在读数中加上0 01 n mm 反之则减去0 01 n mm 2 将待测物体放在两小砧之间 旋动旋钮直至可动小砧快靠近被测物体时 改用微调调至可动小砧紧靠物体 听到 咔 咔 声后 止动 即可读数 3 待测物体长度的整的毫米数从固定刻度上读出 小数部分由可动刻度读出 特别提醒 固定部分刻度上有0 5mm的刻线 若其已显示出来 应在固定刻度读数上加上0 5mm 同时要注意用螺旋测微器要在0 01mm之下再估读一位 即毫米以下的读数应是三位有效数字 如在测量中发现可动刻度中某刻线正好与固定刻度的水平线对齐 则最后一位读数要补上一个零 如某同学读出的读数为 6 32mm 肯定有效数字是错的 正确的应读成6 320mm 课堂互动讲练 图14 9 3用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图14 9 3所示 该金属丝的直径是 mm 解析 d 1mm 0 5mm 20 6 0 01mm 1 706mm 答案 1 706 1 704 1 708均可 点评 螺旋测微器的读数 固定尺上的读数 可动尺上的读数 精确度 在读数时一定要注意固定尺上的读数问题 注意是否露出了0 5mm刻度线 若露出应加上0 5mm 反之 则不能加上0 5mm 可动刻度读数一定要估读一位 为了测定一根长200 0cm 直径为0 220cm的电阻丝的电阻 进而测出该电阻丝材料的电阻率 提供的器材如下 电阻率大约为1 0 10 4 m A 电动势为6V的直流电源 B 0 2A的电流表 C 0 150mA的电流表 D 0 15V的电压表 E 0 5V的电压表 F 0 10 的滑动变阻器 G 开关1个 导线若干 根据需要选出所需仪器 答案 ACEFG 点评 根据仪器选取的一般规律 首先将必须选取且具有唯一性的仪器选好 再估算最大电流 压 选取量程合适的电流表和电压表 滑动变阻器的连接方式应参照其实验设备 仪器特点和要求决定 在 测定金属导体的电阻率 的实验中 待测金属导线的电阻Rx约为5 实验室备有下列实验器材 A 电压表V1 量程3V 内阻约为15k B 电压表V2 量程15V 内阻约为75k C 电流表A1 量程3A 内阻约为0 2 D 电流表A2 量程600mA 内阻约为1 E 变阻器R1 0 100 0 8A F 变阻器R2 0 2000 0 3A G 电池E 电动势为3V 内阻约为0 3 H 开关S 导线若干 1 为提高实验精确度 减小实验误差 应选用的实验器材有 2 为减小实验误差 应选用图14 9 4中 填 甲 或 乙 为该实验的电路原理图 并按照选择的电路原理图把实物图用导线连接起来 图14 9 4 3 若用刻度尺测得金属丝长度为60 00cm 用螺旋测微器测得导线的直径为0 635mm 两电表的示数分别如图14 9 5所示 则电阻值为 电阻率为 图14 9 5 答案 1 ADEGH 2 乙实物连接如图14 9 6所示图14 9 6 3 2 41 27 10 6 m 点评 此题易在连接实物图时失分 在连接实物图时 要注意电表的正负接线柱 须保证流过电表的电流 正进负出 还要注意连线不交叉 连线要接在接线柱上等规范性要求 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