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1、目录 实验七 测定金属的电阻率 (同时练习使用螺旋测微器 ) 本节目 录 基础理论储备 知能优化演练 创新实验评析 经典例题展示 目录 基础理论储备 实验目的 1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法； 2掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法； 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率 目录 实验原理 1 螺旋测微器 (1)构造：如图甲 ， (2)原理：可动刻度 0等份 ， 则螺旋测微器的精确度为 甲 乙 目录 (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 (固定刻度数 (注意半毫米刻度线是否露出 )可动刻度数 (估读一倍 ) 如图乙所
2、示，固定刻度示数为 2.0 足半毫米，而从可动刻度上读的示数为 后的读数为： 2.0 目录 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 目录 (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 0个的 、 20个的 、 50个的 ,见下表： 刻度格 数 (分度 ) 刻度总长度 每小格与 1 精确度 (可准确到 ) 10 9 .
3、1 .1 0 19 0 49 录 (4)读数：若用 则记录结果表达为 (x K 精确度 )3 伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较 目录 内接法 外接法 电路图 误差 原因 电流表分压 U 测 测 量值 R 测 U 测I 测 A 量值大于真实值 R 测 U 测I 测x，测量值小于真实值 目录 ( 2 ) 两种电路的选择 阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行 比较，若 采用电流表外接法；若 采用电流表内接法简单概括为 “ 大内偏大，小外偏小 ” 临界值计算法： 电流表外接法 电流表内接法 目录 实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱 a、 如果电压表的
4、示数有较大的变化 ,而电流表的示数变化不大 ,则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大 ,则可采用电流表内接法 目录 4. 电阻率的测定原理 ： 把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝的电流，根据 R x x ，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度 l ，用螺旋测微器测量金属丝的直径 d ，计算出金属丝的横截面积 S ；根据电阻定律 R x 出计算金属丝电阻率的公式 R x 目录 实验步骤 1 用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径 ， 求出其平均值 2 按图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验 电路 目录
5、 3 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度 ， 反复测量 3次 ， 求出其平均值 l. 4 把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置 ， 电路经检查确认无误后 ， 闭合电键 S， 改变滑动变阻器滑片的位置 ， 读出几组相应的电流表 、 电压表的示数 的值 ， 填入记录表格内 ， 断开电键 S， 求出导线电阻 5 整理仪器 目录 数据处理 1 在求 ( 1 ) 第一种是用 取平均值 ( 2 ) 第二种是用 U I 图线的斜率求出 2 计算电阻率： 将记录的数据 l 、 d 的值，代入电阻率计算公式 目录 误差分析 1 金属丝直径、长度的测量带来误差 2 测量电路中电流
6、表及电压表对电阻测量的影响 ，因为电流表外接，所以 R 测 R 真 ，由 R 测 真 3 通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差 目录 注意事项 1 为了方便 ， 测量直径应在导线连入电路前进行 ， 为了准 确测量金属丝的长度 ， 应该在连入电路之后在拉直的情况 下进行 2 本实验中被测金属丝的电阻值较小 ， 故须采用电流表外 接法 3 电键 滑动变阻器的阻值要调至最大 4 电流不宜太大 (电流表用 0 ， 通电时间不宜 太长 ,以免金属丝温度升高 ,导致电阻率在实验过程中变大 目录 拓展创新 替代法测电阻 原理：用电阻箱替代待测电阻 ,按图连接 好电路 ,调节电阻箱
7、,使两次电流相等 ,则 电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值 误差分析：电阻的测量值不受电表内阻的影响 ， 而取决于电表的灵敏度 、 电阻箱的精度和读数的准确性 目录 考点 1 仪器的读数问题 (1) 图甲用 量程时 ， 对应刻度盘上每一小格代表 _ A， 表针的示数是 _ A；当使用 3 对应刻度盘上每一小格代表 _ A， 图中表针示数为_ A. 图乙使用较小量程时 ， 每一小格表示 _ V， 图中指针的示数为 _ V 若使用的是较大量程 ， 则这时表盘刻度每小格表示 _ V， 图中表针指示的是 _ V. 经典例题展示 例 1 目录 (2)旋钮式电阻箱如上图所示，电流从接线柱 接入电路的电阻为
8、_ 087 ，最简单的操作方法是 _若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为 _ 目录 【 解析 】 (1) 使用 量程时 ， ， 指针的示数为 ；当换用 3 每一小格为 ， 指针示数为 . 电压表使用 3 每小格表示 ， 指针示数为 ；使用 15 每小格为 ,指针示数为 . (2)电阻为 1987 1 k” 旋钮调到2,再将 “ 100” 旋钮调到 999 ,用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻为 2 9999 则可得到的电阻值范围为 019998 . 目录 【 答案 】 (1) 2)1987 将 “ 1 k”旋钮调到 2，再将 “ 100”旋钮调到 0 0 19998 目录 考点 2
9、仪器的选择和电路的设计 (2012高考山东卷 )在测量金属丝电阻率的实验中 ，可供选用的器材如下： 待测金属丝： 值约 4 ， 额定电流约 )； 电压表： V(量程 3 V， 内阻约 3 电流表： 程 ， 内阻约 )； 程 3 A， 内阻约 )； 电源： 动势 3 V， 内阻不计 )； 动势 12 V， 内阻不计 )； 滑动变阻器： R(最大阻值约 20 )； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S；导线 例 2 目录 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 _ (2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 _，电源应选 _(均填器材代号 )，在虚线框内完成电路原理
10、图 目录 【 解析 】 (1)螺旋测微器主尺读数为 1.5 螺旋刻度读数为 读数应为： 1.5 (2)由于待测电阻 ， 额定电流约为 ， 故电流表选 电源选 目录 【 答案 】 (1) (2)1 电路如图所示 【 方法总结 】 在选择电表时 ， 要先估算测量电路中最大电压和电流 ， 或明确元件的额定电压或电流 ， 然后根据电表量程略大于或等于最大值的原则选择合适的电表 目录 创新实验评析 【 范例 】 (2012高考广东卷 )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 _ 径
11、为 _ 目录 (2)按图丙连接电路后 ， 实验操作如下： 将滑动变阻器 _处 (填 “ 大 ” 或 “ 小 ” )；将 ， 闭合 调节 使电流表示 数为 将电阻箱 _(填 “ 大 ” 或 “ 小 ” )，；保持 调节 使电流表示数仍为 时 280 . (3)由此可知 ， 圆柱体的电阻为 _ . 目录 【 解析 】 (1)游标卡尺的精度为 0.1 所以 L (50 1 0.1)螺旋测微器的读数为 d (5 (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 (3)将 时 ， 其等效电路图如图丁所示 目录 当 S 2 拔向 2 时，其等效电路图如图戊所示 由闭合电路欧姆定律知 I R r，当 I 相同均为 I 0 时，R 2 R 圆柱体 ，所以 R 圆柱体 1 2 8 0 . 【 答案 】 (1)(2) 大 大 (3)1280 【 名师点评 】 本题为实验方法的创新 等效替代法测电阻 ， 该法的关键是两种情况下电表的示数相同 ， 这样才能保证圆柱体与电阻箱
