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实验七 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器),一、螺旋测微器 1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1,2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毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。 测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)。,温馨提示 螺旋测微器需要估读 最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。 例如 如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。 图2,二、游标卡尺 1构造：如图3所示，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。 图3,2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。 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，其读数见下表：,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(xK精确度)mm。,三、测定金属的电阻率,注意事项 1先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。 2电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。 3电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。,误差分析,热点一 测量仪器、仪表的读数 【例1】 (2014海南卷，11)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4a和b所示。 图4,游标卡尺的读数技巧 游标卡尺的读数方法：“三看” (1)第一看精确度 例如(如图5所示) 图5,易错读成11 mm40.1 mm11.40 mm 正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零。 例如(如图6所示) 图6 易错读成10 mm120.05 mm10.6 mm，正确的应为10.60 mm。,(2)第二看游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端 例如(如图7所示) 图7 易错读成11 mm100.05 mm11.50 mm 正确读数为14 mm100.05 mm14.50 mm (3)第三看游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐,【变式训练】 1(1)如图8所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左到右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分，它们的读数依次_mm，_mm。 (2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图9所示，则甲、乙金属丝的直径分别为_mm，_mm。,图8 图9,解析 (1)图8甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm。乙图读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm。 (2)对图9甲：甲固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。对图乙：乙金属丝的直径为4.80.01 mm0.048 mm。 答案 (1)17.7 23.85 (2)2.150 0.048,热点二 考查电阻率的测量及实物连线 【例2】 (2014山东卷，22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图10甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。 图10,可供使用的器材有： 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 ； 电压表：量程3 V，内阻约9 k； 滑动变阻器R1：最大阻值5 ； 滑动变阻器R2：最大阻值20 ； 定值电阻：R03 ； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干。,回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_端(填“a”或“b”)。 (2)在实物图11中，已正确连接了部分导线，请根据图10甲电路完成剩余部分的连接。 图11,(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为_ V。 (4)导线实际长度为_ m(保留2位有效数字)。,答案 (1)R2 a (2)如图所示 (3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确),(3)仪器选择的一般步骤： 首先选择唯一性的器材； 粗画电路图(暂不接电流表和电压表)； 估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。,【变式训练】 2(2014江苏卷，10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图12所示的部件_(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为_mm。 图12,图13,(2)图13所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”)。 (3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？ 请写出两条建议。,答案 (1)B 0.410 (2)7、9 断路 (3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值),图14,5.等效替代法 如图17所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值。,图17,【例3】 2014四川卷，8(2)图18是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 )，R1是电阻箱(099.9 )，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)。在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下： 图18,(1)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大； (2)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数为I10.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2； (3)重复步骤(2)，再测量6组R1和I2值； (4)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。,根据实验回答以下问题： 现有四只供选用的电流表： A电流表(03 mA，内阻为2.0 ) B电流表(03 mA，内阻未知) C电流表(00.3 A，内阻为5.0 ) D电流表(00.3 A，内阻未知) A1应选用_，A2应选用_。,测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I10.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值_(选填“不变”、“变大”或“变小”)。 在坐标纸上画出R1与I2的关系图。 图19 根据以上实验得出Rx_。,答案 D C 变大 关系图线如图 31,【变式训练】 3为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图20所示的电路。图中A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空： 图20,(1)当将S拨向接点1时，接通S1，调节_，使待测微安表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I； (2)然后将S拨向接点2，调节_，使_，记下此时RN的读数； (3)多次重复上述过程，计算RN读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值。,解析 本题方法为等效替代法。当S接1与接2时通过电路的电流I相同时，待测微安表头的内阻与RN的电阻相同。 答案 (1)R0 标准电流表(或A0) (2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值,
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