福建專用高三物理一輪復(fù)習(xí) 第7章第5課時 實驗：測定金屬的電阻率同時練習(xí)使用螺旋測微器課件 魯科版

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1、2012高三物理復(fù)習(xí)課件（導(dǎo)與練福建）第高三物理復(fù)習(xí)課件（導(dǎo)與練福建）第7章章第五課時實驗：測定金屬的電阻率第五課時實驗：測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使同時練習(xí)使用螺旋測微器用螺旋測微器)1掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用方法和讀數(shù)方法2進一步掌握電流表的內(nèi)、外接法以及滑動變阻器的兩種接法，會正確選擇合適的接法進行電阻測量3掌握測金屬的電阻率的原理及實驗方法4知道實驗中主要誤差來源一、游標(biāo)卡尺1游標(biāo)卡尺的構(gòu)造游標(biāo)卡尺的主要部分是主尺(附有左邊上爪和下爪)和一條可以沿著主尺滑動的游標(biāo)尺(附有右邊上爪和下爪以及深度尺)如圖所示2游標(biāo)卡尺的使用(1)外測量爪：可測量物體厚度或外徑；(2)內(nèi)測量爪：可測量

2、槽寬或內(nèi)徑；(3)深度尺：可測量筒的深度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)尺上有多少個小等份刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等份刻度少1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等份刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：刻度格數(shù)刻度格數(shù)(分度分度)刻度總長刻度總長度度每小格與每小格與1 mm的差值的差值精確度精確度(可準(zhǔn)確到可準(zhǔn)確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4.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)，則其讀

3、數(shù)為(xK精確度)mm.二、螺旋測微器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B固定在尺架C上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕D和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B上2螺旋測微器的原理測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進或后退0.5 mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進或后退0.01 mm.即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，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

4、米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位)0.01(毫米)5注意事項(1)為了方便，測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量；(2)本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法和滑動變阻器限流法；(3)電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大(4)測量被測金屬絲的有效長度，是指測量待測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度，即電壓表兩個并入點間的部分，測金屬絲長度時應(yīng)將其拉直6誤差分析(1)測量誤差：測量金屬絲的直徑、長度以及電流、電壓時出現(xiàn)讀數(shù)誤差(2)由于采用電流表外接法，電壓表的分流，造成電阻測量值偏小(若誤用內(nèi)接法，則電流表分壓影響更大)(3)通電電流太

5、大，或時間太長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化 基本儀器的使用及讀數(shù)【例1】 (7分)(1)某學(xué)生用螺旋測微器測量不同金屬導(dǎo)線的直徑，其示數(shù)如圖(a)(b)(c)所示，該金屬導(dǎo)線的直徑讀數(shù)為：(a)_ mm(b)_ mm(c)_ mm(2)正確讀出下圖中各表的讀數(shù)：如圖(a)，接03 V量程時讀數(shù)為_ V；接015 V量程時讀數(shù)為_ V.如圖(b)，接03 A量程時讀數(shù)為_ A；接00.6 A量程時讀數(shù)為_ A.規(guī)范解答：(1)(a)讀數(shù)4.5 mm9.20.01 mm4.592 mm(1分)(b)讀數(shù)1.5 mm38.00.01 mm1.880 mm(1分)(c)讀數(shù)8.5 mm10.00.

6、01 mm8.600 mm.(1分)(2)讀數(shù)2.1 V0.08 V2.18 V(1分)讀數(shù)10.5 V0.3 V10.8 V(1分)讀數(shù)0.80 A，(1分)讀數(shù)0.028 A0.16 A(1分)答案：(1)4.5921.8808.600(2)2.1810.80.800.16 基本儀器及電路圖的選擇、電路實物連接【例2】 (2011年福建省古田一中高三第二次月考)在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬直徑時的刻度位置如圖(甲)所示，用米尺測出金屬絲的長L，金屬絲的電阻大約為5 ，先用伏安法測出金屬絲的電阻R，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率(1)從圖(甲)中讀出金屬絲的

7、直徑為_mm(2)為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A電壓表03 V，內(nèi)阻10 kB電壓表015 V，內(nèi)阻50 kC電流表00.6 A，內(nèi)阻0.05 D電流表03 A，內(nèi)阻0.01 E滑動變阻器，010 F滑動變阻器，0100 要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_(填序號)實驗中他的實物接線如圖(乙)所示，請指出該同學(xué)實物接線中的兩處明顯錯誤錯誤1_.錯誤2_.解析：(1)半毫米線已出來，可動部分為18小格，每小格0.01 mm，并估讀，讀數(shù)為0.680 mm.(2)電源為兩節(jié)干電池，總電壓不超過3 V，電壓表選A即可，電阻約5 左右，電流不超過

8、0.6 A，電流表選C即可且外接，滑動變阻器選E即可，用限流即可錯誤1：導(dǎo)線連接在滑動變阻器的滑片上；錯誤2：采用了電流表內(nèi)接法答案：見解析 電阻較大時的儀器選擇和實驗電路【例3】 (2011年濰坊模擬)某課題小組通過實驗測量濰河水的電阻率現(xiàn)備有一根均勻的長玻璃管(兩端各有一個圓形電極，可裝入樣品水，接觸電阻不計)、電壓表(量程12 V，內(nèi)阻約100 )、電流表(量程100 A，內(nèi)阻約50 )、滑動變阻器(10 ，1 A)、電池組(電動勢E12 V，內(nèi)阻不計)、開關(guān)、導(dǎo)線若干、直尺、待測的水樣品如圖(甲)是他們用伏安法多次測量并計算出對應(yīng)的水柱長度L與水柱電阻R描點畫出的圖象實驗中還用10分度

9、的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖(乙)所示請回答下面的問題：(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為_ cm；(2)請在圖(丙)的虛線框內(nèi)畫出測量水柱電阻的電路圖；(3)所測水的電阻率為_ m(保留兩位有效數(shù)字)思路點撥：(1)電流表內(nèi)接、外接選擇；(2)滑動變阻器的分壓、限流選擇答案：(1)2.24(2)圖見解析(3)79 考點一：螺旋測微器的讀數(shù)及實驗數(shù)據(jù)處理【例1】 (基礎(chǔ)題)某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時，電阻與截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線，進行了如下實驗：(1)用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直徑如圖所示讀得直徑d_ mm.(2)該同學(xué)經(jīng)實驗測量及相關(guān)計算得到如下數(shù)據(jù)：電阻電

10、阻R()121.0 50.023.910.03.1導(dǎo)線直徑導(dǎo)線直徑d(mm)0.801 0.999 1.2011.4941.998導(dǎo)線截面積導(dǎo)線截面積S(mm2) 0.504 0.784 1.1331.7533.135請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系？若滿足反比關(guān)系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系(3)若導(dǎo)線的電阻率5.1107 m，則表中阻值為3.1 的導(dǎo)線長度l_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案：(1)1.200(2)不滿足，R與S2成反比(或RS2常量)(3)19考點二：伏安法測電阻【例2】 (能力題)甲、乙兩同學(xué)使用完全相同的器材用伏安法測

11、量同一未知電阻Rx的阻值給定器材為：待測電阻Rx；電流表(量程05 mA，內(nèi)阻約10 )；電壓表(量程為03 V，內(nèi)阻約3 000 )；最大阻值為1 700 的滑動變阻器；電源E(電動勢約3 V)；開關(guān)S、導(dǎo)線若干兩人的測量結(jié)果分別由圖(甲)和圖(乙)給出(1)由圖(甲)得Rx_，由圖(乙)得Rx_.(2)在下面方框中分別畫出甲、乙兩位同學(xué)所用的測量電路，并由測量結(jié)果判定_同學(xué)的測量結(jié)果較為準(zhǔn)確解析：(1)兩圖線的斜率表示電阻的測量值，則R甲1 060 (在1 06040內(nèi)均對)；R乙780 (在78040內(nèi)均對)(2)因圖(甲)所示直線的斜率大，即測量值大，故甲同學(xué)采用的是電流表內(nèi)接法，乙采

12、用的是外接法因電阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，故用內(nèi)接法較為準(zhǔn)確答案：(1)(1 06040)(78040)(2)電路如圖所示甲(2009年廣東物理卷，16)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的器材包括：輸出為3 V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，并在金屬絲上夾上一個小金屬夾，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(甲)(2)實驗的主要步驟如下：正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；斷開開關(guān)，_，

13、合上開關(guān)，重復(fù)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)此繪出了如圖(乙)的關(guān)系圖線，其斜率為_A1m1(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) 圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，一般根據(jù)圖象縱、橫坐標(biāo)表示的物理量，運用數(shù)學(xué)運算，轉(zhuǎn)化為函數(shù)關(guān)系式，從函數(shù)中的比例常數(shù)等于斜率，求解有關(guān)物理量【測控導(dǎo)航】考點考點題號題號1.螺旋測微器、游標(biāo)卡尺的應(yīng)用螺旋測微器、游標(biāo)卡尺的應(yīng)用1、32.

14、實驗原理實驗原理23.原理遷移原理遷移41.(2011年安徽理綜改編)(1)在測定金屬的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖(a)所示，讀數(shù)為_ mm.(2)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量某一金屬管的內(nèi)直徑，示數(shù)如圖(b)所示，讀數(shù)為_ cm.答案：(1)0.617(0.6160.619均對)(2)0.6752用伏安法測量電阻阻值R，給定電壓表(內(nèi)阻約為50 k)、電流表(內(nèi)阻約為40 )、滑動變阻器、電源、開關(guān)、待測電阻(約為250 )及導(dǎo)線若干(1)在虛框(甲)中畫出測量R的電路圖(2)如圖(乙)所示中的6個點表示實驗中測得的6組電流I，電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：

15、_.求出的電阻值R_.(保留三位有效數(shù)字)3在“測定金屬的電阻率”的實驗中，某同學(xué)進行了如下測量：(1)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度測量3次，求出其平均值l.其中一次測量結(jié)果如圖(甲)所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對齊，圖中讀數(shù)為_cm.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量3次，求出其平均值d.其中一次測量結(jié)果如圖(乙)所示，圖中讀數(shù)為_mm.(2)采用如圖(丙)所示的電路測量金屬絲的電阻電阻的測量值比真實值_(填“偏大”或“偏小”)最后由公式_計算出金屬絲的電阻率(用直接測量的物理量表示)(3)請你根據(jù)以上的電路圖在圖(丁)中進行實物連線電流表選0.6 A

16、量程，電壓表選3 V量程4為了確定一卷金屬漆包線的長度，可通過測定其電阻值和去掉漆層后金屬導(dǎo)線的直徑來實現(xiàn)現(xiàn)僅有下列器材：待測漆包線：電阻值RL在40 50 之間，其材料的電阻率1.7108 m；毫安表mA：量程1 mA，內(nèi)阻RA50 ；電壓表V：量程6 V，內(nèi)阻RV4 k；電源E：電動勢約9 V，內(nèi)阻不計；滑動變阻器R：阻值范圍010 ；螺旋測微器，開關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)若這卷漆包線的電阻值為RL，金屬導(dǎo)線的直徑為d，金屬電阻率為，則這卷漆包線的長度L_(用RL、d、表示)(2)為了盡可能準(zhǔn)確地測定RL，要求兩電表指針偏轉(zhuǎn)至少達(dá)到滿刻度的一半同學(xué)們設(shè)計了以下四種不同的電路，其中合理的是_(3)實驗中測得d0.200 mm，按合理的電路測量時，毫安表和電壓表的示數(shù)如圖所示，則毫安表的讀數(shù)為_mA，電壓表的讀數(shù)為_V，可求得該卷漆包線的長度L_m.