2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流第3讲实验：测定金属的电阻率学案.docVIP

第3讲　实验：测定金属的电阻率 微知识1 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。 微知识2 实验原理 1．螺旋测微器 (1)构造：如图甲，S为固定刻度，H为可动刻度。 　 　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙 (2)原理 可动刻度H上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。 (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2.0 mm，可动刻度上的读数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。 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1 mm。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．伏安法测电阻 电流表的内接法和外接法的比较 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Rx＝计算金属丝的电阻Rx，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Rx＝ρ，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝＝。微知识3 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。 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I和U的值，填入记录表格内，断开电键S，求出导线电阻Rx的平均值。 5．整理仪器。 微知识4 数据处理 1．在求Rx的平均值时可用两种方法 (1)第一种是用Rx＝算出各次的数值，再取平均值。 (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Rx、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝Rx＝。 微知识5 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＝ρ，知ρ测ρ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。 微知识6 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S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。 4．电流不宜太大(电流表用0～0.6 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。 一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．50分度的游标卡尺的精确度为0.01 mm。(×) 2．螺旋测微器的固定刻度部分的最小分度为1 mm。(×) 3．因金属丝电阻较小，所以用伏安法测电阻时应采用内接法。(×) 4．测量金属丝的电阻时，通过金属丝的电流不能过大，通电时间不能过长。(√) 二、对点微练 1．(游标卡尺和螺旋测微器的使用)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，测量结果如图甲，其读数为________mm。用游标为50分度的卡尺测量某圆筒的内径，则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为______mm，测量结果如图乙所示，此工件的直径为______cm。 答案　1.554　0.98　1.114 2．(实验原理)在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是(　　) A．导线直径d的测量 　　　B．电压U的测量 C．电流I的测量 　　　D．导线长度的测量 解析　四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方。A项正确。 答案　A　 3．(实验器材的选择)某同学要测定一个阻值R约为5 Ω的电阻，实验室提供的器材如下： A．电压表(量程0～3 V，内阻