2019春高中物理第2章恒定電流專題實驗：測定金屬的電阻率同時練習使用游標卡尺和螺旋測微器課件新人教版選修3 .ppt

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第二章 恒定電流 專題實驗 測定金屬的電阻率 同時練習使用游標卡尺和螺旋測微器 課內(nèi)探究 1 測量原理游標卡尺是測量長度的較精密的儀器 它的主要部分由一根主尺和一根游標尺 或稱副尺 構成 如圖所示 探究一游標卡尺 主尺的最小分度是1mm 副尺上有10個等分刻度 它們的總長度等于9mm 因此副尺上每一個分度比主尺的最小分度小0 1mm 當副尺的零刻度線與主尺的零刻度線對齊時 副尺上的第一條刻線 第二條刻線 依次與主尺的1mm刻線 2mm刻線 分別相差0 1mm 0 2mm 副尺上第十條刻線正好對齊主尺上9mm刻度線 這種游標卡尺可以準確到0 1mm 其他不同準確度的游標卡尺的原理也是一樣的 見表格 2 使用方法 1 校零位 使卡腳并攏 查看游標與主尺零刻線是否對齊 否則加以修正 2 測量 將待測物放在兩測爪之間 注 測一般物長用外測爪 測孔徑等物體內(nèi)部長度時 用內(nèi)測爪 測深槽或深筒時 用游標后的深度尺窄片 移動游標 使測爪剛好與物體接觸即可讀數(shù) 3 讀數(shù) 以游標零刻線位置為準 在主尺上讀取毫米數(shù)L 看游標上第幾條刻線與主尺上的某一刻線對齊 從游標上讀出毫米以下的小數(shù)為K L 式中K為與主尺某刻線對齊的游標第K條刻線 L為游標卡尺的精度 得讀數(shù)為L K L 3 注意事項 1 不管是10分度的游標卡尺 還是20分度 50分度的游標卡尺 在讀數(shù)時均不需要向后估讀一位 2 讀數(shù)時要使視線與尺垂直 避免產(chǎn)生視差 3 使用卡尺時應防止撞擊 切不可用游標卡尺量度毛坯 以免損傷測腳 4 測腳必須緊靠工件 用制動螺絲把游標尺固定后再讀數(shù) 1 測量原理螺旋測微器又叫千分尺 它是一種比游標卡尺更精密的測量長度的儀器 如圖所示的是一種常用的螺旋測微器 用它測量長度可以準確到0 01mm 它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上 可動刻度E 旋鈕D 微調(diào)旋鈕D 測微螺桿F是連在一起的 并通過精密螺紋套在B上 精密螺紋的螺距為0 5mm 即D每旋轉(zhuǎn)一周 F前進或者后退0 5mm 可動刻度E上的刻度為50等分 每一小格表示0 01mm 這也就是螺旋測微器的精度 即它可以精確到千分位 故也叫做千分尺 探究二螺旋測微器 2 使用方法 1 校準零位 測量前使測微螺桿F和測砧A并攏 可動刻度E的零刻度與固定刻度B的軸向線應在固定刻度的零刻度線處對齊 否則應加以修正 2 測量 旋動旋鈕D 將測微螺桿F旋出 把被測的物體放入A F之間的夾縫中 轉(zhuǎn)動D 當F將要接觸物體時 再輕輕轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕D 當聽到 嗒 嗒 的聲音時 表明待測物剛好被夾住 然后轉(zhuǎn)動鎖緊手柄使F止動 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 3 注意事項 1 測量時 當F將要接觸被測物體時 要停止使用D 改用D 以避免F和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力 這樣 既可以保護儀器又能保證測量結(jié)果準確 2 讀數(shù)時 要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出 3 讀數(shù)時要準確到0 01mm 估讀到0 001mm 即測量結(jié)果若用mm為單位 則小數(shù)點后面必須保留三位 如在測量中發(fā)現(xiàn)可動刻度中某刻度線正好與固定刻度的水平線對齊 則最后一位讀數(shù)要補上一個零 如某同學讀出的讀數(shù)為 6 32mm 肯定有效數(shù)字是錯的 正確的應讀成6 320mm 探究三測定金屬的電阻率 2 實驗步驟 1 用螺旋測微器在導線的三個不同位置上各測一次 并記錄 2 將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直 用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度l 即有效長度 反復測量三次 并記錄 3 依照圖中所示的電路圖用導線把器材連好 并把滑動變阻器的阻值調(diào)至最大 4 電路經(jīng)檢查確認無誤后 閉合開關S 改變滑動變阻器滑動觸頭的位置 讀出幾組相應的電流表 電壓表的示數(shù)I和U的值 記入表格內(nèi) 斷開開關S 5 拆除實驗電路 整理好實驗器材 3 數(shù)據(jù)處理 1 金屬導線直徑的讀數(shù) 特別小心半刻度是否露出 因螺旋測微器的精確度為0 01mm 可動刻度上對齊的格數(shù)需要估讀 所以 若以毫米為單位的話 最后一位應出現(xiàn)在小數(shù)點后的第三位上 把三個不同位置的測量值求平均值作為直徑d 2 金屬絲長度的測量 應測量接入電路中的有效長度 因為用的是毫米刻度尺 讀數(shù)時要讀到毫米的下一位 別忘記估讀 把3次測量平均值作為長度l 5 注意事項 1 測量導線的長度時應當測量連入電路的導線的有效長度 而不是金屬絲的總長度 2 由于被測金屬導線的阻值較小 為了減小測量誤差 應選用電流表外接法 3 閉合開關S之前 一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置 4 為準確求出R的平均值 應采用U I圖象法求電阻 5 在用伏安法測電阻時 通過待測導線的電流I的值不宜過大 電流表用0 0 6A量程 通電時間不宜過長 以免金屬導線的溫度過高 造成其電阻率在實驗過程中增大 3 204 3 203 3 205 5 015 解題指導 游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù) 不需估讀 螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù) 在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀 解析 螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3mm 可動刻度讀數(shù)為0 01 20 4mm 0 204mm 所以最終讀數(shù)為 3 204mm 需要估讀在范圍3 203 3 205mm都正確 游標卡尺的固定刻度讀數(shù)為5cm 游標讀數(shù)為 0 05 3mm 0 15mm 0 015cm 所以最終讀數(shù)為5 015cm 對點訓練1 2018 江西省九江第一中學高二上學期期末 1 用游標為10分度的游標卡尺測量一根金屬絲的長度 由圖可知其長度是 mm 2 用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑 其示數(shù)如圖所示 該金屬絲的直徑是 mm 解析 金屬絲的長度 7mm 0 1mm 2 7 2mm 金屬絲的直徑 8 5mm 0 01mm 19 4 8 694mm 7 2 8 694 2 實驗時 用螺旋測微器測量金屬絲的直徑和用米尺測量金屬絲的長度示數(shù)如圖乙所示 電流表 電壓表的讀數(shù)如圖丙所示 由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓U 流過金屬絲的電流I 金屬絲的長度L 金屬絲的直徑d 3 該金屬絲的電阻率是 保留兩位有效數(shù)字 2 20V 0 440A 30 50cm 1 850 10 3m 4 4 10 5 m 解析 1 由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多 因此采用電流表外接法 由于金屬絲的電阻比滑動變阻器的總電阻要小 因此采用限流式接法 為了保證滑動變阻器起限流作用 滑動變阻器應該連接 A B C 或 A B D 幾個接線柱 電流表應該連接 接線柱和 0 6 接線柱 具體連線見答案 2 由圖可以看出 電壓表的量程是3V 所以讀數(shù)是2 20V 電流表的量程是0 6A 所以讀數(shù)是0 440A 由于螺旋測微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出 因此讀數(shù)是1 850 10 3m 米尺的讀數(shù)是40 50cm 10 00cm 30 50cm 對點訓練2 如圖所示 甲圖為一段粗細均勻的圓柱形新型導電材料棒 阻值約為1k 現(xiàn)測量該材料的電阻率 1 在下列器材中選用合適器材用伏安法盡可能精確地測量其電阻 應選 填序號 A 電流表A1 量程為10mA 內(nèi)阻約為10 B 電流表A2 量程為3A 內(nèi)阻約為0 1 C 電壓表V1 量程為15V 內(nèi)阻約為30k D 電壓表V2 量程為6V 內(nèi)阻約為15k E 滑動變阻器 最大阻值為20 額定電流1AF 低壓直流電源 電壓6V 內(nèi)阻忽略G 電鍵K 導線若干 ADEFG 2 下圖為實驗電路圖 請將實驗電路圖補充完整 答案 2 如圖所示