高考物理一轮复习实验增分专题8测定金属的电阻率课件.ppt

恒定电流 第八章 实验八测定金属的电阻率 栏目导航 一 实验流程 知识梳理 夯实基础 二 注意事项1 游标卡尺的读数 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格数 则记录结果表达为 x k 精确度 mm 2 螺旋测微器的读数方法 固定刻度数mm 可动刻度数 估读一位 0 01mm 3 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 4 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 5 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 三 误差分析 考点1仪器的使用和读数1 螺旋测微器 1 构造 如图甲所示 S为固定刻度 H为可动刻度 2 原理 可动刻度H上的刻度为50等份 旋钮K每旋转一周 螺杆P前进或后退0 5mm 则螺旋测微器的精确度为0 01mm 核心考点 分层突破 3 读数 测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出 不足半毫米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 如图乙所示 固定刻度示数为2 0mm 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 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 2 游标卡尺 1 构造 如图所示 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 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 常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题 首先要弄清电表量程 即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值 然后根据表盘总的刻度数确定精确度 按照指针的实际位置进行读数即可 1 0 3V的电压表和0 3A的电流表读数方法相同 此量程下的精确度分别是0 1V或0 1A 看清楚指针的实际位置 读到小数点后面两位 2 对于0 15V量程的电压表 精确度是0 5V 在读数时只要求读到小数点后面一位 即读到0 1V 3 对于0 0 6A量程的电流表 精确度是0 02A 在读数时只要求读到小数点后面两位 这时要求 半格估读 即读到最小刻度的一半0 01A 例1 1 如图甲所示的三把游标卡尺 它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分 19mm长20等分 49mm长50等分 它们的读数依次为 mm mm mm 2 使用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数如图乙所示 则金属丝的直径是 mm 17 7 23 50 3 18 2 150 3 如图丙所示的电表使用0 6A量程时 对应刻度盘上每一小格代表 A 图中表针示数为 A 当使用3A量程时 对应刻度盘中每一小格代表 A 图中表针示数为 A 0 02 0 44 0 1 2 20 如图丁所示的电表使用较小量程时 每小格表示 V 图中表针的示数为 V 若使用的是较大量程 则这时表盘刻度每小格表示 V 图中表针示数为 V 0 1 1 70 0 5 8 5 4 旋钮式电阻箱如图戊所示 电流从接线柱A流入 从B流出 则接入电路的电阻为 今欲将接入电路的电阻改为2087 最简单的操作方法是 若用两个这样的电阻箱 可得到的电阻值范围为 1987 将 1k 旋钮调到2 再将 100 旋钮调到零 0 19998 解析 1 最上面图读数 整毫米是17 不足1毫米数是7 0 1mm 0 7mm 最后结果是17mm 0 7mm 17 7mm 中间图读数 整毫米是23 不足1毫米数是10 0 05mm 0 50mm 最后结果是23mm 0 50mm 23 50mm 最下面图读数 整毫米是3 不足1毫米数是9 0 02mm 0 18mm 最后结果是3mm 0 18mm 3 18mm 2 固定刻度示数为2 0mm 不足半毫米的从可动刻度上读 其示数为15 0 最后的读数 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 3 使用0 6A量程时 刻度盘上的每一小格为0 02A 表针示数为0 44A 当使用3A量程时 每一小格为0 1A 表针示数为2 20A 电压表使用3V量程时 每小格表示0 1V 表针示数为1 70V 使用15V量程时 每小格表示0 5V 表针示数为8 5V 4 电阻为1987 最简单的操作方法是将 1k 旋钮调到2 再将 100 旋钮调到零 每个电阻箱的最大阻值是9999 用这样的两个电阻箱串联可达到的最大电阻是2 9999 19998 故用两个这样的电阻箱 可得到的电阻值范围为0 19998 考点2仪器的选择和实物电路的连接 例2 实验室购买了一捆标称长度为100m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 0mm2 查得铜的电阻率为1 7 10 8 m 再利用图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 可供使用的器材有电流表 量程0 6A 内阻约0 2 电压表 量程3V 内阻约9k 滑动变阻器R1 最大阻值为5 滑动变阻器R2 最大阻值为20 定值电阻 R0 3 电源 电动势6V 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 选填 R1 或 R2 闭合开关S前应将滑片移至 端 选填 a 或 b 2 在实物图丙中 已正确连接了部分导线 请根据图甲电路完成剩余部分的连接 丙 R2 a 3 调节滑动变阻器 当电流表的读数为0 50A时 电压表示数如图乙所示 读数为 V 4 导线实际长度为 m 保留两位有效数字 2 30 2 29 2 31均正确 94 93 95均正确 考点3电阻的测量方法一伏安法测电阻 例3 某同学用伏安法测量导体的电阻 现有量程为3V 内阻约为3k 的电压表和量程为0 6A 内阻约为0 1 的电流表 采用分压电路接线 图甲是实物的部分连线图 待测电阻为图甲中的R1 其阻值约为5 1 测R1阻值的最优连接方式为导线 连接 选填 a 或 b 导线 连接 选填 c 或 d a d 4 4 4 7 B 方法二等效替换法测电阻连接电路如图所示 R为电阻箱 Rx为待测电阻 通过调节电阻箱R 使单刀双掷开关S分别接1和2时 电流表中的电流示数相同 则表明Rx R 即可测出Rx 例4 2017 湖北武汉模拟 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甲和乙所示 长度为 cm 直径为 mm 5 05 5 316 5 310 5 320 2 按图丙连接电路后 实验操作如下 将滑动变阻器R1的阻值置于最 处 选填 大 或 小 将S2拨向接点1 闭合S1 调节R1 使电流表示数为I0 将电阻箱R2的阻值调至最 选填 大 或 小 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 解析 1 游标卡尺的精度为0 1mm 所以L 50 5 0 1 mm 5 05cm 螺旋测微器的读数为d 5 31 6 0 01 mm 5 316mm 2 为了保护电流表 在接通电路之前 要使电路中的总电阻尽可能大 然后慢慢减小电路中的电阻 为使电路电流较小 使电流表示数逐渐变大 电阻箱阻值也应先调至最大 大 大 1280 方法三半偏法测电表内阻 例5 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍 某同学利用这一事实测量电压表的内阻 半偏法 实验室提供的器材如下 待测量电压表V 量程3V 内阻约为3000 电阻箱R0 最大阻值为99999 9 滑动变阻器R1 最大阻值100 额定电流2A 电源E 电动势6V 内阻不计 开关2个 导线若干 1 虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分 将电路图补充完成 2 根据设计的电路 写出实验步骤 3 将这种方法测出的电压表内阻记为R V 与电压表内阻的真实值RV相比 R V RV 选填 或 主要理由是 解析 1 实验电路图如图所示 2 移动滑动变阻器的滑片 以保证通电后电压表所在支路分压最小 闭合开关S1 S2 调节R1 使电压表的指针满偏 保持滑动变阻器滑片的位置不变 断开S2 调节电阻箱R0使电压表的指针半偏 读取电阻箱的电阻值 此即为测得的电压表内阻 3 断开S2 调节电阻箱R0使电压表成半偏状态 电压表所在支路总电阻增大 分得的电压也增大 此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压 R V RV