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1、第第2课时实验：测定金属的电阻率课时实验：测定金属的电阻率1学会使用螺旋测微器学会使用螺旋测微器2理解该实验的原理理解该实验的原理3掌握实验操作，会处理数据掌握实验操作，会处理数据一、实验目的一、实验目的1学会使用电流表和电压表以及正确读数学会使用电流表和电压表以及正确读数2学会使用螺旋测微器以及正确读数学会使用螺旋测微器以及正确读数3掌握测定金属电阻率的方法掌握测定金属电阻率的方法二、实验原理二、实验原理1螺旋测微器螺旋测微器(1)构构造造原原理理：螺螺旋旋测测微微器器是是测测量量长长度度的的仪仪器器之之一一在在实实验验中中常常用用它它测测量量小小球球的的直直径径、金金属属丝丝的的直直径径和
2、和薄薄板板的的厚厚度度等等用用它它测测量量长长度度，可可以以精精确确到到0.01 mm，还还可可以以估估读读到到0.001 mm(即即毫毫米米的的千千分分位位)，因因此此螺螺旋旋测测微微器器又又称称为为千分尺千分尺下下图图所所示示是是常常用用的的螺螺旋旋测测微微器器它它的的小小砧砧A和和固固定定刻刻度度B固固定定在在框框架架C上上，旋旋钮钮D、微微调调旋旋钮钮D和和可可动动刻刻度度E、测测微微螺螺杆杆F连连在在一一起起，通通过过精精密密螺螺纹纹套套在在B上上精精密密螺螺纹纹的的螺螺距距是是0.5 mm，即即每每旋旋转转一一周周，F前前进进或或后后退退0.5 mm.可可动动刻刻度度分分成成50等
3、等份份每每一一等等份份表表示示0.1 mm，即即可可动动刻刻度度每每转转过过1等等份份，F前前进进或或后后退退0.01 mm，因因此此，从从可可动动刻刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.(2)使使用用方方法法：A找找出出零零误误差差测测物物前前将将两两小小砧砧并并拢拢，如如果果可可动动刻刻度度的的零零刻刻线线正正好好在在固固定定的的零零刻刻线线上上，零零误误差差为为零零；如如果果可可动动刻刻度度的的零零刻刻线线在在固固定定零零刻刻线线之之上上n小小格格，应应在读数中加上在读数中加上0.01n(mm)，反之则减去，反之则减去0.01n
4、(mm)b将将待待测测物物体体放放在在两两小小砧砧之之间间，旋旋动动旋旋钮钮直直至至可可动动小小砧砧快快靠靠近近被被测测物物体体时时，改改用用微微调调调调至至可可动动小小砧砧紧紧靠靠物物体体，当听到当听到“咔咔咔咔”声后，止动，即可读数声后，止动，即可读数c待待测测物物体体长长度度的的整整的的毫毫米米数数从从固固定定刻刻度度上上读读出出，小数部分由可动刻度读出小数部分由可动刻度读出(3)注意事项：注意事项：a读读数数时时要要注注意意固固定定刻刻度度尺尺上上表表示示半半毫毫米米的的刻刻度度线线是否已经露出是否已经露出b由由螺螺旋旋测测微微器器读读数数时时必必须须估估读读一一位位，即即估估读读到到
5、0.001 mm这一位上这一位上三、实验器材三、实验器材直直流流电电流流表表(00.6 A)、直直流流电电压压表表(03 V)、电电池池(3 V)、滑滑动动变变阻阻器器(010 )、长长约约1 m的的金金属属丝丝、开开关关1只只、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器五、数据处理五、数据处理1金属导线直径的读数金属导线直径的读数(1)特别小心半刻度是否露出特别小心半刻度是否露出(2)因因螺螺旋旋测测微微器器的的精精确确度度为为0.01 mm，可可动动刻刻度度上上对对齐齐的的格格数数需需要要估估读读，所所以以，若若以以毫毫米米为为单单位位的的话话，最最后后一一位应出现在
6、小数点后的第三位上位应出现在小数点后的第三位上(3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径把三个不同位置的测量值求平均值作为直径D2金属丝长度的测量金属丝长度的测量(1)应测量接入电路中的有效长度；应测量接入电路中的有效长度；(2)因因为为用用的的是是毫毫米米刻刻度度尺尺，读读数数时时要要读读到到毫毫米米的的下下一位一位(别忘记估读别忘记估读)；(3)把把3次测量值求平均值作为长度次测量值求平均值作为长度l.3电阻电阻R的测量值确定的测量值确定方法一、平均值法：方法一、平均值法：可可以以将将每每次次测测量量的的U、I分分别别计计算算出出电电阻阻，再再求求出出电电阻阻的平均值，作为测量结果的平均
7、值，作为测量结果方法二、图象法：方法二、图象法：可可建建立立UI坐坐标标系系，将将测测量量的的对对应应U、I值值描描点点作作出出图图象，利用图象斜率来求出电阻值象，利用图象斜率来求出电阻值R.六、注意事项六、注意事项1为为了了方方便便，应应在在金金属属导导线线连连入入电电路路前前测测导导线线直直径径，为为了了准准确确，应应测测量量拉拉直直悬悬空空的的连连入入电电路路的的导导线线的的有有效效长长度度，且各测量三次，取平均值且各测量三次，取平均值2测测量量电电路路应应选选用用电电流流表表外外接接法法，且且测测电电阻阻时时，电电流流不不宜宜过过大大，通通电电时时间间不不宜宜太太长长，因因为为电电阻阻
8、率率随随温温度度而而改改变变3为为准准确确求求出出R的的平平均均值值，应应多多测测几几组组U、I数数值值，然后采用然后采用UI图象法求出电阻图象法求出电阻4滑滑动动变变阻阻器器用用限限流流式式接接法法就就可可以以满满足足该该实实验验的的要要求求七、误差分析七、误差分析1测测量量误误差差：测测量量金金属属丝丝的的直直径径、长长度度以以及及电电流流、电压时出现读数误差电压时出现读数误差2由由于于采采用用电电流流表表外外接接法法，电电压压表表的的分分流流，造造成成电电阻测量值偏小阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大若误用内接法，则电流表分压影响更大)3通通电电电电流流太太大大，或或时时间
9、间太太长长，致致使使金金属属丝丝发发热热，电阻率随之变化电阻率随之变化(2015深深圳圳中中学学期期中中)在在测测量量金金属属丝丝电电阻阻率率的的实验中，实验中，题题 型型 1 1仪器读数及误差分析仪器读数及误差分析(1)用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量时时，可可以以精精确确到到_mm，读出图读出图1情况下的测量结果情况下的测量结果_cm.(2)已已知知电电压压表表内内阻阻约约3 k，电电流流表表内内阻阻约约1 ，若若采采用用图图2甲甲电电路路测测量量，则则Rx的的测测量量值值比比真真实实值值_(填填“偏偏大大”或或“偏偏小小”)若若Rx约约为为10 应应采采用用_(选选“甲甲”或或“乙乙”)
10、的电路，误差会比较小的电路，误差会比较小(3)某某次次测测量量时时，电电压压表表和和电电流流表表的的示示数数如如图图3所所示示，则电流表示数为则电流表示数为_ A，电压表示数为，电压表示数为_ V.【解解析析】(1)螺螺旋旋测测微微器器可可以以精精确确到到0.01 mm，固固定定刻刻度度与与可可动动刻刻度度示示数数之之和和是是螺螺旋旋测测微微器器的的示示数数，图图1中中固固定定刻刻度度示示数数为为4.5 mm，可可动动刻刻度度示示数数为为26.20.01 mm0.262 mm，螺螺旋旋测测微微器器的的示示数数为为4.5 mm0.262 mm4.762 mm.(2)采采用用图图2甲甲电电路路测测
11、量量，电电压压表表准准确确，电电流流表表偏偏大大，所所以以Rx的的测测量量值值比比真真实实值值偏偏小小，电电压压表表内内阻阻约约为为3 k，电电流流表表内内阻阻约约为为1 ，若若所所测测电电阻阻为为10 ，则则电电流流表表应应采采用用外接法，应选图甲所示电路图外接法，应选图甲所示电路图(3)电电流流表表的的量量程程为为03 A，示示数数为为0.70 A；电电压压表表的的量程为量程为015 V，分度值为，分度值为0.5 V，示数为，示数为11.8 V.【答答案案】(1)0.014.762(2)偏偏小小甲甲(3)0.7011.8 (2014威威 海海 一一模模)用用螺螺旋旋测测微微器器测测一一圆圆
12、形形工工件件的的直直径径，情况如图所示，读数为情况如图所示，读数为_mm.变式训练变式训练 11解解析析：螺螺旋旋测测微微器器的的固固定定刻刻度度中中半半毫毫米米刻刻度度线线已已露露出出，固固定定刻刻度度读读数数为为8.5 mm，中中心心轴轴线线对对准准可可动动刻刻度度上上的的第第37刻刻度度线线，可可动动刻刻度度读读数数为为0.0137.0 mm0.370 mm，最最终读数为终读数为8.5 mm0.370 mm8.870 mm.答案：答案：8.870在在“测测定定金金属属的的电电阻阻率率”的的实实验验中中，用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量金金属属丝丝直直径径时时的的刻刻度度位位置置如如图图所
13、所示示，用用米米尺尺测测出出金金属属丝丝的的长长度度L，金金属属丝丝的的电电阻阻大大约约为为5 ，先先用用伏伏安安法法测测出出金金属属丝丝的的电电阻阻R，然然后后根根据据电电阻阻定定律律计计算算出出该该金金属属材料的电阻率材料的电阻率题题 型型 2 2 仪器选择及电路图的连接仪器选择及电路图的连接(1)从图中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为_mm.(2)为为此此取取来来两两节节新新的的干干电电池池、电电键键和和若若干干导导线线及及下下列器材：列器材：A电压表电压表03 V，内阻，内阻10 kB电压表电压表015 V，内阻，内阻50 kC电流表电流表00.6 A，内阻，内阻0.05 D
14、电流表电流表03 A，内阻，内阻0.01 E滑动变阻器，滑动变阻器，010 F滑动变阻器，滑动变阻器，0100 要要求求较较准准确确地地测测出出其其阻阻值值，电电压压表表应应选选_，电电流表应选流表应选_，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选_(填序号填序号)实实验验中中某某同同学学的的实实物物连连线线如如图图所所示示，请请指指出出该该同同学实物接线中的两处明显错误学实物接线中的两处明显错误错误错误1_；错误错误2_.【解解析析】(1)从从螺螺旋旋测测微微器器的的固固定定刻刻度度上上可可以以看看出出，半半毫毫米米刻刻度度线线已已经经露露出出来来，因因此此主主尺尺上上应应读读0.5 mm，可可动动刻刻
15、度度上上接接近近第第18个个刻刻度度线线，可可以以估估读读0.180 mm(或或0.179 mm)，所所以以该该金金属属丝丝直直径径应应为为0.5 mm0.180 mm(或或0.179 mm)0.680 mm(或或0.679 mm)(2)由由电电路路图图知知电电源源是是两两节节干干电电池池，电电动动势势是是3 V，用用3 V量量程程的的电电压压表表A；因因为为电电阻阻丝丝的的电电阻阻大大约约为为5 ，如如果果把把3 V的的电电动动势势全全加加在在电电阻阻丝丝上上，电电流流才才是是0.6 A，因因此此用用量量程程是是0.6 A的的电电流流表表C；此此题题中中金金属属丝丝的的电电阻阻大大约约为为5
16、 ，为了减小实验误差，应选，为了减小实验误差，应选10 的滑动变阻器的滑动变阻器E.【答答案案】(1)0.680(或或0.679)(2)ACE错错误误1：导导线线连连接接在在滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片上上错错误误2：采采用用了了电电流表内接法流表内接法【方法总结方法总结】实验器材的选择：实验器材的选择：(1)仪器选择的原则仪器选择的原则安安全全因因素素：电电表表读读数数不不能能超超过过量量程程，电电阻阻类类元元件件电电流不能超过其最大允许电流流不能超过其最大允许电流误误差差因因素素(包包括括系系统统误误差差和和偶偶然然误误差差)：为为减减小小系系统统误误差差应应采采用用内内阻阻小小电电表
17、表，应应用用内内阻阻大大的的电电表表；为为减减小小偶偶然然误误差差电电表表的的读读数数应应不不小小于于量量程程的的1/3.(正正常常情情况况下下电电压压表表和电流表的指针应指到满偏的三分之二附近和电流表的指针应指到满偏的三分之二附近)耗电因素：一般较少用到耗电因素：一般较少用到(2)变变阻阻器器的的选选择择：除除了了搞搞清清限限流流法法和和分分压压法法外外，在在分分压压接接法法中中，应应选选择择电电阻阻小小而而额额定定电电流流大大的的变变阻阻器器；在在限限流流接接法法中中，应应选选择择电电阻阻值值与与电电路路中中其其他他电电阻阻比比较较接接近近的的变变阻器阻器(3)对对器器材材选选择择的的一一
18、般般步步骤骤：先先找找出出实实验验中中唯唯一一性性器器材材；画画出出实实验验原原理理图图；估估算算待待测测电电路路中中的的I、U的的最最大大值值；考考虑虑能能否否使使电电流流表表和和电电压压表表有有较较大大角角度度的的偏偏转转；选选择择合合适适量量程程的的电电压压表表和和电电流流表表，合合适适阻阻值值的的滑滑动动变变阻阻器，电动势合适的电源器，电动势合适的电源(2015湖湖北北孝孝感感高高中中期期中中)研研究究小小组组欲欲测测一一新新材材料料制制成成的的均均匀匀圆圆柱柱体体的的电电阻阻率率步步骤骤如如下：下：(1)用用游游标标为为20分分度度的的卡卡尺尺测测量量其其长长度度如如图图1，由由图图
19、可可知其长度为知其长度为_mm.(2)用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量其其直直径径如如图图2，由由图图可可知知其其直直径径为为_mm.变式训练变式训练 21(3)用用伏伏安安法法测测定定该该圆圆柱柱体体在在不不同同长长度度时时的的电电阻阻，除除被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材：被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材：电流表电流表A1(量程量程04 mA，内阻约，内阻约50 )电流表电流表A2(量程量程010 mA，内阻约，内阻约30 )电压表电压表V1(量程量程03 V，内阻约，内阻约10 k)电压表电压表V2(量程量程015 V，内阻约，内阻约25 k)直流电源直流电源E(电动势电动势
20、4 V，内阻不计，内阻不计)滑滑动动变变阻阻器器R1(阻阻值值范范围围015 ，允允许许通通过过的的最最大大电电流流2.0 A)滑滑动动变变阻阻器器R2(阻阻值值范范围围02 k，允允许许通通过过的的最最大大电电流流0.5 A)开关开关S、导线若干、导线若干已已知知该该电电阻阻的的阻阻值值约约为为220 ，为为使使实实验验误误差差较较小小，要要求求测测得得多多组组数数据据进进行行分分析析，请请在在如如图图3所所示示的的虚虚线线框框中中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号画出测量的电路图，并标明所用器材的代号解解析析：(1)游游标标卡卡尺尺读读数数的的规规则则是是主主尺尺读读数数加加上上游游标标读读数数，不不需需估估读读，图图1中中主主尺尺读读数数为为50 mm，游游标标读读数数为为0.053 mm0.15 mm，最最终终读读数数为为：50 mm0.15 mm50.15 mm.(2)螺螺旋旋测测微微器器的的固固定定刻刻度度读读数数为为4.5 mm，可可动动刻刻度度读读数数为为0.0120.0 mm0.200 mm，所所以以最最终终读读数数为为：4.5 mm0.200 mm4.700 mm.答案：答案：(1)50.15(2)4.700(3)见解析见解析
