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成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-1,恒定电流,第二章,专题 实验：测定金属的电阻率 (同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器),第二章,一、游标卡尺 1测量原理 游标卡尺是测量长度的较精密的仪器，它的主要部分由一根主尺和一根游标尺(或称副尺)构成，如图所示。,主尺的最小分度是1mm，副尺上有10个等分刻度，它们的总长度等于9mm，因此副尺上每一个分度比主尺的最小分度小0.1mm。当副尺的零刻度线与主尺的零刻度线对齐时，副尺上的第一条刻线、第二条刻线依次与主尺的1mm刻线、2mm刻线分别相差0.1mm、0.2mm，副尺上第十条刻线正好对齐主尺上9mm刻度线，这种游标卡尺可以准确到0.1mm，其他不同准确度的游标卡尺的原理也是一样的。见表格,2.使用方法 (1)校零位：使卡脚并拢，查看游标与主尺零刻线是否对齐，否则加以修正。 (2)测量：将待测物放在两测爪之间(注：测一般物长用外测爪，测孔径等物体内部长度时，用内测爪，测深槽或深筒时，用游标后的深度尺窄片)，移动游标，使测爪刚好与物体接触即可读数。,(3)读数：以游标零刻线位置为准。在主尺上读取毫米数L。 看游标上第几条刻线与主尺上的某一刻线对齐，从游标上读出毫米以下的小数为KL，式中K为与主尺某刻线对齐的游标第K条刻线，L为游标卡尺的精度。 得读数为LKL。,(山东师大附中20142015学年高二检测)图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为_mm。,解析：测量尺寸较小管件的内径时用游标卡尺的A进行测量；测量尺寸较小管件的外径时用游标卡尺的B进行测量；测量深度时用游标卡尺的C进行测量。钢管帽的内径：11mm60.05mm11.30mm。 答案：A 11.30(或11.25或11.35也算正确),二、螺旋测微器 1测量原理 螺旋测微器又叫千分尺，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器，如图所示的是一种常用的螺旋测微器，用它测量长度可以准确到0.01mm，它的测砧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、测微螺杆F是连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距为0.5mm，即D每旋转一周，F前进或者后退0.5mm，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01mm，这也就是螺旋测微器的精度，即它可以精确到千分位，故也叫做千分尺。,2使用方法 (1)校准零位：测量前使测微螺杆F和测砧A并拢，可动刻度E的零刻度与固定刻度B的轴向线应在固定刻度的零刻度线处对齐，否则应加以修正。 (2)测量：旋动旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测的物体放入A、F之间的夹缝中，转动D，当F将要接触物体时，再轻轻转动微调旋钮D，当听到“嗒、嗒”的声音时(表明待测物刚好被夹住)，然后转动锁紧手柄使F止动。,(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),3注意事项 (1)测量时，当F将要接触被测物体时，要停止使用D，改用D，以避免F和被测物体间产生过大的压力，这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确。 (2)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出。 (3)读数时要准确到0.01mm，估读到0.001mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。如在测量中发现可动刻度中某刻度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。,(青州市20142015学年高二上学期期末)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为_mm，图(b)所示读数为_mm，所测金属板的厚度为_mm。,答案：0.010 6.860 6.850 解析：螺旋测微器的精确度为0.01mm，固定刻度读数时要注意半毫米刻度线是否露出，可动尺读数时要估读到毫米的千分位。图(a)所示读数为1.00.01mm0.010 mm。图(b)所示固定刻度读数为6.5mm，可动尺读数为36.00.01mm0.360mm，图(b)所示读数为(6.50.360)mm6.860mm。金属板的厚度为(6.8600.010)mm6.850mm。,2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，并记录。 (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l(即有效长度)，反复测量三次，并记录。,(3)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。 (4)电路经检查确认无误后，闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。 (5)拆除实验电路，整理好实验器材。,3数据处理 (1)金属导线直径的读数 特别小心半刻度是否露出。 因螺旋测微器的精确度为0.01mm，可动刻度上对齐的格数需要估读，所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上。 把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d。,(2)金属丝长度的测量 应测量接入电路中的有效长度； 因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位；(别忘记估读) 把3次测量平均值作为长度l。,5注意事项 (1)测量导线的长度时应当测量连入电路的导线的有效长度(而不是金属丝的总长度)。 (2)由于被测金属导线的阻值较小，为了减小测量误差，应选用电流表外接法。 (3)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。 (4)为准确求出R的平均值，应采用UI图象法求电阻。 (5)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。,现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示。,实验原理与仪器读数,(1)由图读得圆柱体的直径为_mm，长度为_cm。 (2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为_。,(淄博市20142015学年高二上学期检测)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和图(b)所示，长度为_cm，直径为_mm。,(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下： (a)将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0； (b)将电阻箱R2的阻值调至最_(填“大”或“小”)；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280； (3)由此可知，圆柱体的电阻为_。 答案：(1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1280,解析：(1)游标卡尺读数时要注意，游标零刻度线在5cm之后，第1根刻度与主刻线对齐，所读数为5cm0.1mm5.01cm；螺旋测微器读数为5.315mm。 (2)滑动变阻器R1的阻值应置于最大，在S2拨向2之前应将电阻箱R2的阻值调到最大； (3)由等效替代可知圆柱体的电阻为1280。,利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材(其中电流表的内阻为1，电压表的内阻为5k)测量一根粗细均匀的阻值约为5的金属丝的电阻率。,电路设计与仪器选择,(1)用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成实物电路，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6V，滑动变阻器的阻值为020)。,(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示。由图可以读出金属丝两端的电压U_，流过金属丝的电流I_，金属丝的长度L_，金属丝的直径d_。,解析：(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱；电流表应该连接“”接线柱和“0.6”接线柱，具体连线如图所示。,答案：(1)见解析 (2)2.20V 0.440A 30.50cm 1.850 103m (3)4.4105m,(1)在下列器材中选用合适器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻，应选_(填序号)。 A电流表A1：量程为10mA，内阻约为10 B电流表A2：量程为3A，内阻约为0.1 C电压表V1：量程为15V，内阻约为30k D电压表V2：量程为6V，内阻约为15k E滑动变阻器：最大阻值为20，额定电流1A F低压直流电源：电压6V，内阻忽略 G电键K，导线若干,(2)下图为实验电路图，请将实验电路图补充完整。,答案：(1)ADEFG (2)如图所示,
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