【優(yōu)化方案】高考物理總復習 第10章 實驗十二測定金屬的電阻率課件 大綱

實驗十二測定金屬的電阻率實驗十二測定金屬的電阻率知識要點歸納過程分析導引實驗典例精析知能優(yōu)化演練知識要點歸納實驗目的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10－4－1所示是常用的螺旋測微器．它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上．旋鈕K、微調旋鈕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．圖10－4－1(2)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每旋轉一周，P前進或后退0.5mm，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉動一小格，P前進或后退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10－4－2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，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：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.圖10－4－2名師點撥：使用螺旋測微器讀數(shù)時，以毫米為單位，有三位小數(shù)③實實驗驗試試探探法法：：按按圖圖10－4－3接好好電電路路，，讓讓電電壓壓表表一一根根接接線線柱柱P先后后與與a、b處接接觸觸一一下下，，如如果果電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)有有較較大大的的變變化化，，而而電電流流表表的的示示數(shù)數(shù)變變化化不不大大，，則則可可采采用用電電流流表表外外接接法法；；如如果果電電流流表表的的示示數(shù)數(shù)有有較較大大的的變變化化，，而而電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)變變化化不不大大，，則則可可采采用用電電流流表表內內接接法法．．圖10－4－3圖10－4－4實驗驗器器材材被測測金金屬屬絲絲、、螺螺旋旋測測微微器器、、毫毫米米刻刻度度尺尺、、電電池池組組、、電電流流表表、、電電壓壓表表、、滑滑動動變變阻阻器器、、開開關關、、導導線線若若干干．．過程分析導引一、、實實驗驗步步驟驟1．用用螺螺旋旋測測微微器器在在被被測測金金屬屬絲絲的的三三個個不不同同位位置置各各測測一一次次直直徑徑，，求求出出其其平平均均值值．．2．按按圖圖10－4－5所示示的的原原理理電電路路圖圖連連接接好好用用伏伏安安法法測測電電阻阻的的實實驗驗電電路路．．3．用用毫毫米米刻刻度度尺尺測測量量接接入入電電路路中中的的被被測測金金屬屬導導線線的的有有效效長長度度，，反反復復測測量量3次，，求求出出其其平平均均值值l.4．把把滑滑動動變變阻阻器器的的滑滑片片調調節(jié)節(jié)到到使使接接入入電電路路中中的的電電阻阻值值最最大大的的位位置置，，電電路路經(jīng)經(jīng)檢檢查查確確認認無無誤誤后后，，閉閉合合電電鍵鍵S，改改變變滑滑動動變變阻阻器器滑滑片片的的位位置置，，讀讀出出幾幾組組相相應應的的電電流流表表、、電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)I和U的值值，，填填入入記記錄錄表表格格內內，，斷斷開開電電鍵鍵S，求求出出導導線線電電阻阻Rx的平平均均值值．．5．整整理理儀儀器器．．圖10－4－5四、、注注意意事事項項1．為為了了方方便便，，測測量量直直徑徑應應在在導導線線連連入入電電路路前前進進行行，，為為了了準準確確測測量量金金屬屬絲絲的的長長度度，，應應該該在在連連入入電電路路之之后后在在拉拉直直的的情情況況下下進進行行．．2．本本實實驗驗中中被被測測金金屬屬絲絲的的電電阻阻值值較較小小，，故故須須采采用用電電流流表表外外接接法法．．3．電電鍵鍵S閉合合前前，，滑滑動動變變阻阻器器的的阻阻值值要要調調至至最最大大．．4．電電流流不不宜宜太太大大(電流流表表用用0～0.6A量程程)，通通電電時時間間不不宜宜太太長長，，以以免免金金屬屬絲絲溫溫度度升升高高，，導導致致電電阻阻率率在在實實驗驗過過程程中中變變大大．．五、、實實驗驗創(chuàng)創(chuàng)新新在本實驗驗中，由由于電表表內電阻阻的影響響，從而而使金屬屬導線電電阻測量量值偏小小，可以以改進實實驗電路路，消除除由于電電表內阻阻的影響響而帶來來的實驗驗誤差．．1．等效替替換法連接電路路如圖10－4－6所示，R為電阻箱箱，Rx為待測電電阻，通通過調節(jié)節(jié)電阻箱箱R，使單刀刀雙擲開開關S分別接1和2時，若電電流表中中的電流流示數(shù)相相同，就就表明Rx＝R，即可測測出Rx.圖10－4－6圖10－4－7實驗典例精析游標卡尺、千分尺的讀數(shù)題型一(2009年高考海海南卷)某同學用用游標卡卡尺和螺螺旋測微微器分別別測量一一薄的金金屬圓片片的直徑徑和厚度度，讀出出圖10－4－8中的示數(shù)數(shù)，該金金屬圓片片的直徑徑的測量量值為________cm，厚度的的測量值值為________mm.例1圖10－4－8【解析】游標卡尺尺是20分度的，，可精確確到0.05mm，其主尺尺讀數(shù)為為1.2cm，游標尺尺讀數(shù)為為8×0.005cm＝0.040cm.所以金屬屬圓片直直徑為1.240cm.螺旋測微微器固定定刻度讀讀數(shù)為1.5mm，可動刻刻度讀數(shù)數(shù)為0.183mm，厚度測測量值為為1.683mm.【答案【方法技巧巧】千分尺必必須估讀讀，在高高中階段段不要求求游標對對卡尺估估讀．(2009年高考廣廣東卷)某實驗小小組利用用實驗室室提供的的器材探探究一種種金屬絲絲的電阻阻率．所所用的器器材包括括：輸出出為3V的直流穩(wěn)穩(wěn)壓電源源、電流流表、待待測金屬屬絲、螺螺旋測微微器(千分尺)、米尺、、電阻箱箱、開關關和導線線等．(1)他們截取取了一段段金屬絲絲，拉直直后固定定在絕緣緣的米尺尺上，并并在金屬屬絲上夾夾一個小小金屬夾夾，金屬屬夾可在在金屬絲絲上移動動．請根根據(jù)現(xiàn)有有器材，，設計實實驗電路路，并連連接電路路實物圖圖10－4－9甲．題型二實驗數(shù)據(jù)的處理例2圖10－4－9(2)實驗的主主要步驟驟如下：：①正確連連接電路路，設定定電阻箱箱的阻值值，開啟啟電源，，合上開開關；②讀出電電流表的的示數(shù)，，記錄金金屬夾的的位置；；③斷開開開關，________，合上開開關，重重復②的的操作．．(3)該小組測測得電流流與金屬屬絲接入入長度關關系的數(shù)數(shù)據(jù)，并并據(jù)此繪繪出了圖圖乙所示示的關系系圖線，，其斜率率為________A－1·m－1(保留三位位有效數(shù)數(shù)字)；圖線縱縱軸截距距與電源源電動勢勢的乘積積代表了了____________________的電阻之之和．(4)他們使用用螺旋測測微器測測量金屬屬絲的直直徑，示示數(shù)如圖圖10－4－10所示．金金屬絲的的直徑是是________．圖乙中中圖線的的斜率、、電源電電動勢和和金屬絲絲橫截面面積的乘乘積代表表的物理理量是__________，其數(shù)值值和單位位為________(保留三位位有效數(shù)數(shù)字)．圖10－4－10【答案】(1)如圖10－4－11所示圖10－4－11(2)改變金屬屬絲上金金屬夾的的位置(3)10.5～10.6金屬絲接接入長度度為零時時全電路路(或電阻箱箱和電流流表)(4)0.198～0.202mm金屬絲電電阻率9.69×10－7Ω·m～1.02×10－6Ω·m有一細而而均勻的的導電材材料，截截面為同同心圓環(huán)環(huán)，如圖圖10－4－12甲所示，，此材料料長約3cm，電阻約約100ΩΩ，已知該該材料的的電阻率率為ρ，欲測量量該樣品品的內徑徑，但內內徑太小小無法直直接測量量，現(xiàn)提提供以下下實驗器器材題型三實驗創(chuàng)新例3A．20等分刻度度的游標標卡尺B．螺旋測測微器C．電流表表A1(量程0～50mA，內阻r1為100ΩΩ)D．電流表表A2(量程0～100mA，內阻r2約為40ΩΩ)E．滑動變變阻器R1(0～10ΩΩ，額定電電流2A)F．直流電電源E(12V，內阻很很小)G．上述導導電材料料R2(長約為3cm，電阻約約為100ΩΩ)H．開關一一只，導導線若干干請用上述述器材設設計一個個盡可能能精確地地測量該該樣品內內徑d的實驗方方案，回回答下列列問題：：(1)用游標卡尺測測得該樣品的的長度如圖乙乙所示，其示示數(shù)L＝________cm，用螺旋測微微器測得該樣樣品的外徑如如圖丙所示，，其示數(shù)D＝______mm.圖10－4－12(2)在所給的方框框中畫出設計計的實驗電路路圖，并標明明所選擇器材材的字母代號號．(3)用已知的物理理量和所測得得的物理量的的符號表示樣樣品的內徑d＝________.【解析】(1)由游標卡尺主主尺上讀得30mm，游標尺上第第3條刻度線與主主尺刻度線對對齊，游標尺尺上讀得3×0.05mm＝0.15mm，該樣品的長長度L＝3