測定金屬的電阻率第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實驗?zāi)康?．掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法．2．掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法．3．會用伏安法測電阻，進(jìn)一步測定金屬的電阻率．第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月三、實驗器材毫米刻度尺，螺旋測微器，直流電流表和直流電壓表，滑動變阻器(阻值范圍0～50Ω)，電池組，開關(guān)，被測金屬絲，導(dǎo)線若干．四、螺旋測微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù)1．螺旋測微器的構(gòu)造如圖所示是常用的螺旋測微器．它的測砧A和固定刻度S固定在尺架F上．旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和可動刻度H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上．第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2．螺旋測微器的原理測微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進(jìn)或后退0.01mm.即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺．3．讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出．測量值(毫米)＝固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月五、游標(biāo)卡尺1．構(gòu)造：如圖所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)，游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘．2．用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑．3．原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月4.讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月六、伏安法測電阻1．電流表的內(nèi)接法和外接法的比較第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月九、注意事項1．螺旋測微器的使用(1)測量前須校對零點：先使測砧A與測微螺桿P并攏，觀察可動刻度零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合，以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線是否重合，不重合時，用存放在螺旋測微器盒中的工具調(diào)節(jié)，直到完全重合為止．(2)測量時，當(dāng)測微螺桿P將要接觸被測物體時，要停止使用旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K′，以避免P和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力．這樣，既可以保護(hù)儀器，又能保證測量結(jié)果準(zhǔn)確．當(dāng)聽到“咔、咔…”聲后，停止轉(zhuǎn)動，即可讀數(shù)．(3)螺旋測微器應(yīng)估讀一位，即以mm作單位，應(yīng)讀到小數(shù)點后面第三位．(4)為防止讀出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯，可在讀數(shù)前估計大概讀數(shù)值，若發(fā)現(xiàn)最后讀數(shù)與開始估計數(shù)值相差較大，立即檢查出錯原因，如半毫米刻線是否露出．第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2．測定金屬的電阻率(1)為了方便，測量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前進(jìn)行，為了準(zhǔn)確測量金屬絲的長度，應(yīng)該在連入電路之后在拉直的情況下進(jìn)行，測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點之間的長度．(2)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，故須采用電流表外接法．(3)開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的阻值要調(diào)至最大．(4)電流不宜太大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜太長，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大．(5)實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動變阻器連成干路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端．第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1．等效替換法連接電路如圖所示，R為電阻箱，Rx為待測電阻，通過調(diào)節(jié)電阻箱R，使單刀雙擲開關(guān)S分別接1和2時，電流表中的電流示數(shù)相同，則表明Rx＝R，即可測出Rx.第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月器材的選取和實物圖的連接

[例1]

(2012年廣州模擬)在“測定金屬絲電阻率”實驗中，若粗估金屬絲的電阻Rx約為3Ω，為盡可能減小誤差，要求金屬絲發(fā)熱功率P<0.75W，備有的部分儀器有：(1)實驗中用螺旋測微器測量導(dǎo)線直徑時，可估讀到________mm，用毫米刻度尺測量導(dǎo)線長度時，可估讀到____________mm；(2)下述器材中應(yīng)選用的是________(用字母代替)；A．6V電池組B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.5Ω)C．電流表(0～3A，內(nèi)阻0.01Ω)D．電壓表(0～3V，內(nèi)阻1kΩ)第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月E．電壓表(0～15V，內(nèi)阻5kΩ)F．滑動變阻器(0～100Ω，額定電流1A)G．滑動變阻器(0～20Ω，額定電流1A)(3)在框內(nèi)畫出電路圖；(4)在下圖中，將各器材連成實驗電路．第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月[答案]

(1)0.001

0.1

(2)A、B、D、G(3)(4)見解析圖第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗數(shù)據(jù)的處理[例2]某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率，所用器材包括：輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等．(1)他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動．請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計實驗電路，并連接電路實物圖(如圖甲)．

第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)實驗的主要步驟如下：①正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；②讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；③斷開開關(guān)，______________，合上開關(guān)，重復(fù)②的操作．(3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了圖乙的關(guān)系圖線，其斜率為________A－1·m－1(保留三位有效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了________的電阻之和．(4)他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖丙所示．金屬絲的直徑是________．圖乙中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是________，其數(shù)值和單位為________(保留三位有效數(shù)字)．第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月[解析]

本題考查學(xué)生對測定電阻率實驗的了解和基本儀器的使用，考查實驗數(shù)據(jù)的處理、數(shù)字運算和實驗誤差的理解，考查分析能力、實驗與探究能力．(1)實物圖連接如圖：第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月[答案]

(1)實物連接見解析圖(2)改變金屬絲上金屬夾的位置(3)10.5～10.6金屬絲接入長度為零時全電路(或電阻箱和電流表)(4)0.198mm～0.202mm金屬絲的電阻率9．89×10－7Ω·m(9．69×10－7Ω·m～1.01×10－7Ω·m)第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月[例3]有一根圓臺狀勻質(zhì)合金棒如圖甲所示，某同學(xué)猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率ρ、長度L和兩底面直徑d、D有關(guān)．他進(jìn)行了如下實驗：第23頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)用游標(biāo)卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度L.圖乙中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有20個等分刻度)的讀數(shù)L＝________cm.(2)測量該合金棒電阻的實物電路如圖丙所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)．該合金棒的電阻約為幾個歐姆．圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是________．(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示)(3)改正電路后，通過實驗測得合金棒的電阻R＝6.72Ω，根據(jù)電阻定律計