《高考物理一轮复习 专题十二 实验与探究 考点二 电学实验 实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）教学案（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 专题十二 实验与探究 考点二 电学实验 实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）教学案（含解析）（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)基础点1.实验电路图与实物连接图2实验目的(1)掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。(2)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。(3)会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。3实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。4实验器材被测金属丝，直流
2、电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(50 )，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。5实验步骤(1)直径测定：用螺旋测微器(或游标卡尺)在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出金属丝的横截面积S。(2)电路连接：按如图所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路。(3)长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。(4)U、I测量：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，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片位置，读出几组相应的电流表和电压表示数I和U的值，
3、填入表格中，断开开关S，求出电阻Rx的平均值。(5)拆除实验线路，整理好实验器材。6数据处理(1)在求Rx的平均值时可用两种方法：用Rx分别算出各次的数值，再取平均值。用UI图线的斜率求出。(2)计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式Rx。重难点一、精密测量工具的使用1螺旋测微器(1)构造：如图所示，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。(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
4、进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，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)如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而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。特别提醒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。2游标卡尺(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外
5、测量爪)，游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。(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格的、20格的、50格的，其读数见下表：(4)读数：若用x表示从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，则记录结果表示为(xK精确度)mm。需要注意的是，不管是哪种卡尺，K值均不需要向后估读一位。(5)如图所示，有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度。
6、用它测量一工件的长度，图示的读数为104 mm0.050 mm104.00 mm。特别提醒游标卡尺读数不需要估读，其测量结果的末位数字应为精确度的整数倍。如20分度的结果末位数只能是5或0。二、伏安法测电阻、电表连接方式的选择1电流表的内接法和外接法的比较2.两种电路的选择(1)阻值比较法若RxRV，宜采用电流表外接法；若RxRA，宜采用电流表内接法。(2)临界值计算法Rx 时，用电流表外接法；Rx 时，用电流表内接法。(3)实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一个接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，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
7、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。三、常用电表的读数原则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，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)03 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。(2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。(3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半
8、格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。四、误差分析1系统误差(1)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。(2)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。2偶然误差(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得的，直径的测量是产生误差的主要来源之一。(2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。五、注意事项1螺旋测微器的使用(1)测量前必须校对零点。(2)测量时，当测微螺杆F将要接触被测物体时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D，当听到“咔、咔”声后，停止转动，以避免P和被测物体间产生过大的压力。(3)
9、螺旋测微器应估读一位，即以mm作单位，应读到小数点后面第三位。2测定金属的电阻率(1)测量被测金属导线的有效长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值。(2)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。(3)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。(4)电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，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。(5)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。六、实验改进在本
10、实验中，由于电表内阻的影响，使金属丝电阻的测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差。1等效替换法如图所示电路，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，电流表的示数相同，则有RxR，即可测出Rx。2附加电阻法如图所示电路，R1为一阻值较大的定值电阻，Rx为待测电阻。(1)断开开关S2，闭合开关S1，调节变阻器R，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I1、U1。(2)保持变阻器R不变，再闭合S2，记下两表的读数I2、U2。(3)待测电阻Rx。考法综述本实验为高考热点实验之一，因为涉及到了测量工具刻度尺(毫米)、螺旋测微器的
11、使用，以及伏安法测电阻、滑动变阻器限流式接法等，所以较为热门。但应注意这些技法在其他创新实验中的组合应用。复习本实验时应以掌握基础为原则，应掌握：2种工具螺旋测微器、游标卡尺2种方法内接法、外接法1个原则常用电表的读数原则命题法1两种测量工具的使用典例1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图乙所示，长度为_cm，直径为_mm。(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(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
12、至最_(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_。答案(1)5.015.315(2)大大(3)1280解析(1)长度为(50 mm10.1 mm)50.1 mm5.01 cm；直径为(5.0 mm31.50.01 mm)5.315 mm。(2)本实验的实验原理为等效替代法，在实验操作过程中，为了保证安全，要求电路接通时电路中的电流尽可能小，即应使可调电阻的阻值最大。【解题法】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1所示)图1易错读成11 mm40.1 mm11
13、.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2所示)图2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3所示)图3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，主尺上的单位为厘米，主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。例如(如图4所示)图4易错成(540
14、.05) mm5.20 mm正确读数为(5040.05) mm50.20 mm命题法2实验原理、方法与技能典例2在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值)。(2)用伏安法测金属丝的电阻RX。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量RX是采用图2中的_图(选填“甲”或“乙”)。(3)图3是测量RX的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立UI坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线
