高考物理大一輪復習 實驗七 測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）課件 新人教版.ppt

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,,,,,考點一 器材使用及電路設計,考點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,考點三 創(chuàng)新實驗設計,考 點,高三物理一輪復習,實驗七 測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）,實驗目的 1．掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法； 2．掌握螺旋測微器和游標卡尺的使用和讀數(shù)方法； 3．會用伏安法測電阻，進一步測定金屬的電阻率． 實驗原理 1．螺旋測微器 (1)構造：如圖，S為固定刻度，H為可 動刻度．,(2)原理：可動刻度H上的刻度為50等份，則螺旋測微器的精確度為0.01 mm. (3)讀數(shù)： ①測量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出． ②測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm) ③如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不 足半毫米，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0， 最后的讀數(shù)為：2.0 mm＋15.00.01 mm＝ 2.150 mm.,2．伏安法測電阻 (1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較,(2)兩種電路的選擇 ①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法．簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”．,③實驗試探法：按如圖所示接好電路，讓電 壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下， 如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表 的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法．,,實驗步驟 1．用螺旋測微器在被測金屬絲的三個不同位 置各測一次直徑，求出其平均值． 2．按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測 電阻的實驗電路． 3．用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，反復測量3次，求出其平均值l. 4．把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認無誤后，閉合電鍵S，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開電鍵S，求出導線電阻Rx的平均值． 5．整理儀器,數(shù)據(jù)處理 1．在求Rx的平均值時可用兩種方法,誤差分析 1．金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差． 3．通電電流過大，時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差． 注意事項 1．為了方便，測量直徑應在導線連入電路前進行，為了準確測量金屬絲的長度，應該在連入電路之后在拉直的情況下進行．,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．電鍵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0～0.6 A量程)，通電時間不宜太長，以免金屬絲溫度升高，導致電阻率在實驗過程中變大．,【例1】 (2014高考江蘇卷)某同學通過實驗測量一種合金的電阻率． (1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑．為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應先旋緊圖甲所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”)．從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________mm. (2)圖乙所示是測量合金絲電阻的電路，相關器材的規(guī)格已在圖中標出．合上開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化．由此可以推斷：電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)．,考點一 器材使用及電路設計,圖片顯/隱,(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA，由此，該同學算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 Ω.為了更準確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應作怎樣的改進？請寫出兩條建議． (1)B 0.410 (2)7、9 斷路 (3)電流表改為內(nèi)接；測量多組電流和電壓值，計算出電阻的平均值．(或測量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值),(1)螺旋測微器讀數(shù)前應旋緊止動旋鈕，即部件B，防止讀數(shù)時螺桿移動；由圖中的示數(shù)，讀出合金絲直徑為(0.01 mm41.0)＝0.410 mm. (2)圖示位置電壓表的電壓示數(shù)很大，而電流很小，調(diào)節(jié)滑動變阻器示數(shù)變化很小，可以判斷電路中出現(xiàn)斷路，使電壓表和電流表串聯(lián)在電路中，可能是電路中7、9兩處出現(xiàn)了斷路．,解析,答案,考點一 器材使用及電路設計,【例2】 (2015海淀區(qū)高三期末)在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm. (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如下圖所示，其讀數(shù)應為_______mm(該值接近多次測量的平均值)．,考點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為：電池組(電動勢3 V，內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動變阻器R(0～20 Ω，額定電流2 A)、開關、導線若干．某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下： 由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用下圖中的________圖(選填“甲”或“乙”)．,考點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,圖片顯/隱,(3)下圖丙是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據(jù)(2)所選的電路圖，補充完成下圖丙中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．,考點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系．如上圖丁所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點．請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)． (5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為______(填選項前的符號)． A．110－2 Ωm B．110－3 Ωm C．110－6 Ωm D．110－8 Ωm,考點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,(6)(多選)任何實驗測量都存在誤差．本實驗所用測量儀器均已校準．下列關于誤差的說法中正確的選項是________． A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差 D．用U－I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差,(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0 mm＋39.70.01 mm＝0.397 mm (2)通過給定的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電壓接近從0開始，故滑動變阻器采用的是分壓式接法． (3)對滑動變阻器的分壓式接法，連線時應使測量電路在開始時分到的電壓為0.實物連接如下圖(a)所示． (4)圖線應過原點，且使大多數(shù)點在一條直線上，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)．圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，所以Rx＝4.5 Ω.如圖(b)所示．,解析,考點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,(1)0.397(0.395～0.399均可) (2)甲 (3)見解析圖 (4)見解析圖 4.5(4.3～4.7均可) (5)C (6)CD,(5)由R＝ρl/S，S＝π(d/2)2，取d＝410－4m、l＝0.5 m、R＝4.5 Ω，解出ρ≈110－6 Ωm. (6)由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項A錯誤；由于電流表、電壓表內(nèi)阻引起的誤差為系統(tǒng)誤差，若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，則可以消除系統(tǒng)誤差，選項B錯誤、選項C正確；利用U—I圖象處理數(shù)據(jù)，相當于多次測量取平均值，可以減小偶然誤差，選項D正確．,解析,答案,考點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,【例3】 (2014高考山東卷)實驗室購買了一捆標稱長度為100 m的銅導線，某同學想通過實驗測定其實際長度．該同學首先測得導線橫截面積為1.0 mm2，查得銅的電阻率為1.710－8 Ωm，再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx，從而確定導線的實際長度．,考點三 創(chuàng)新實驗設計,可供使用的器材有： 電流表：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω； 電壓表：量程3 V，內(nèi)阻約9 kΩ； 滑動變阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑動變阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值電阻：R0＝3 Ω； 電源：電動勢6 V，內(nèi)阻可不計； 開關、導線若干． 回答下列問題： (1)實驗中滑動變阻器應選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關S前應將滑片移至________端(填“a”或“b”)．,考點三 創(chuàng)新實驗設計,(2)在實物圖中，已正確連接了部分導線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接． (3)調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電流表的讀數(shù)為0.50 A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________V. (4)導線實際長度為________m(保留兩位有效數(shù)字)．,,解析,圖片顯/隱,考點三 創(chuàng)新實驗設計,(2)連線如圖所示．,解析,考點三 創(chuàng)新實驗設計,(1)R2 a (2)如圖所示 (3)2.30(2.29～2.31均正確) (4)94(93～95均正確),,解析,答案,考點三 創(chuàng)新實驗設計,