【创新设计】2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-1第3章恒定电流实验1测量金属的电阻率.ppt

6.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图实一－9所示，用米尺测量金属丝的长度l＝1.010 m．金属丝的电阻大约为4 Ω.先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．要求电压从零连续变化． (1)从图中读出金属丝的直径为________． (2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材： 直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小； 电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0.125 Ω； 电流表A2：量程0～3.0 A，内阻0.025 Ω； 电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值10 Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值50 Ω； 开关、导线等． 在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________，应该选用的滑动变阻器是________． (3)根据所选的器材，在方框中画出实验电路图．(要求电压从0 V开始调节) (4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R＝4.2 Ω，则这种金属材料的电阻率为________Ω·m.(保留二位有效数字) 解析　(1)从图中读出金属丝的直径为0.520 mm. (2)电流表应选用A1，滑动变阻器选用较小的，选R1. (3)实验电路图： 答案　(1)0.520 mm　(2)A1　R1　(3)见解析图 (4)8.8×10－7 实验典例精析 实验知能检测 实验一　测量金属的电阻率 基础知识梳理 【实验目的】 1．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法． 2．进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安法测电阻． 3．测定金属的电阻率． 【实验器材】 被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干． 一、伏安法测电阻 电流表 的接法 内接法 外接法 电路 二、滑动变阻器的两种接法 1．两种接法的比较 2.两种接法的选择 由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法： (1)当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压电路． (2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法． (3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法． 注意：①限流式接法电路较简单，耗能低，但电压调节范围小； ②分压式接法的优点是电压调节范围大，并且可从零开始变化． 三、螺旋测微器的原理及应用 1．结构：如图实一－2所示，测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′、测微螺杆F是连在一起的，通过精密螺纹套在B上． 2．读数原理：精密螺纹的螺距为0.5 mm，即D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01 mm.因此用它测量长度可以准确到0.01 mm，测量时被测长度的整毫米数或半毫米数(若表示半毫米的刻线已露出)由固定刻度上读出，小于0.5 mm的部分由可动刻度E读出． 3．读数公式：固定刻度B上的整毫米数＋0.5 mm(判断是否露出)＋0.01 mm×对齐格数(估读)． 4．注意事项 (1)测量时，当F将要接触被测物体时，要停止使用D，改用D′，以避免F和被测物体间产生过大的压力．这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确． (2)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出．读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位． (3)测量圆柱体直径时，应在三个不同位置上各测量一次，求出它们的平均值． (4)测量完毕应用软布将千分尺擦试干净，并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后，再放入盒内． 核心要点突破 【实验过程】 一、实验步骤 1．用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录． 2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录． 3．依照图实一－3中所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大． 4．电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值；记入记录表格内，断开开关S. 5．拆去实验线路，整理好实验器材． 【典例1】 用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约为100 Ω)；直流电流表A(0～10 mA,50 Ω)；电压表V(0～3 V,5 kΩ)；滑动变阻器R(0～15 Ω，1 A)；直流电源(电动势为3