2019-2020年高二物理 實驗七 測定金屬的電阻率【實驗?zāi)康摹?練習(xí)使用螺旋測微器；2學(xué)會用伏安法測電阻；3測定金屬的電阻率?！緦嶒炘怼?.根據(jù)電阻定律有，金屬的電阻率因此，只要測出金屬絲的長度l，橫截面積S和導(dǎo)線的電阻R，就可以求出金屬絲的電阻率 根據(jù)部分電路的歐姆定律可知R=U/I只要測出金屬絲兩端的電壓U和金屬絲中的電流I，就可以測出金屬絲的電阻即用伏安法測出金屬絲的電阻R 金屬絲的長度l可以用米尺測量 金屬絲的橫截面積S由金屬絲的直徑d算出，即S=d2/4由于金屬絲的直徑較小，因此需要用比較精密的測量長度的儀器螺旋測微器來測量這就是本實驗的實驗原理 若用實驗中直接測出的物理量來表示電阻率，則金屬絲的電阻率的表達(dá)式為2在測定金屬線的電阻時，為了防止金屬線過熱造成金屬線的長度及電阻率的變化，因此，流過金屬線的電流不宜太大則當(dāng)電流表具有00.6A和03A兩種量程時，應(yīng)當(dāng)選用哪個量程?如果被測金屬線電阻約5，電壓表具有03V和015V兩種量程，應(yīng)當(dāng)選用哪個量程?分析： 電流表選00.6A電壓表選03V3在圖3中，電流表選用00.6A量程，電壓表選用03V量程，則各指針?biāo)甘镜姆謩e為:I是0.35 A，是0.50 A；是1.20V，是2.00 V(由于被測金屬絲的電阻較小，一般為510，電壓表3 V檔的內(nèi)阻約為3 k，電流表0.6 A檔的內(nèi)阻約為0.1，所以測量電路應(yīng)采用電流表外接法為了調(diào)節(jié)金屬絲兩端的電壓，應(yīng)選用滑動變阻器，根據(jù)本實驗的實際情況，可采用滑動變阻器的限流接法)4.圖4提供測電阻所用的實驗器材，請將它們用線連接成所需的實驗電路；并將變阻器的滑動片移到阻值最大的位置(用“”表示) 5實驗中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm，則它的測量結(jié)果可以準(zhǔn)確到 1mm ，讀數(shù)時應(yīng)當(dāng)讀到 0.1mm 位下圖中，(A)的測量結(jié)果是 0.1546 m, (B)的測量結(jié)果是 0.4500 m. 6. 螺旋測微器的構(gòu)造、原理、讀數(shù)方法 (1)CAI課件模擬螺旋測微器的構(gòu)造: 螺旋測微器是由：測砧A、固定刻度B、尺架C、可動刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D、測微螺桿F構(gòu)成的 (2)CAI課件模擬螺旋測微器的原理 螺旋測微器的螺距是0.5 mm，可動刻度一周為50格；旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿F前進或后退05 mm因此，旋鈕D每轉(zhuǎn)過l格，測微螺桿F前進或后退001 mm可見螺旋測微器的精確度為001 mm (3)CAI課件模擬螺旋測微器的操作與讀數(shù) 使用螺旋測微器時，將被測物體放在小砧A和測微螺桿F之間，先調(diào)節(jié)旋鈕D，在測微螺桿F快靠近被測物體時，改用微調(diào)旋鈕D，這樣不致于在測微螺桿和被測物體之間產(chǎn)生過大的壓力，既可以保護儀器，又能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性當(dāng)聽到咔咔的聲音時停止轉(zhuǎn)動，并用止動螺旋止動 讀數(shù)時，被測物體長度大于o5 mm的部分在固定刻度上讀出，不足o5 mm的部分在可動刻度上讀出，讀可動刻度示數(shù)時，還要注意估讀一位數(shù)字螺旋測微器的讀數(shù)可用下面公式表示：螺旋測微器的讀數(shù)固定刻度上的讀數(shù)+可動刻度上的格數(shù)精確度o.01 mm (4)CAI課件模擬螺旋測微器測量幾種金屬絲的直徑，學(xué)生練習(xí)讀數(shù)A4.365mm B4.090mm C0.690 mm D0.987mm7.注意事項 實驗中先對測量儀器、儀表進行檢查；觀察電表的指針是否指在零刻度，如果有偏差，應(yīng)當(dāng)用小螺絲刀輕輕轉(zhuǎn)動表頭下方正中央的小螺絲，直到指針指在零刻度為止，或請老師幫忙調(diào)整；當(dāng)螺旋測微器的測帖A和螺桿F并攏時，可動刻度E的零點應(yīng)該恰好跟固定刻度B零點重合，如果不重合，就存在“零誤差”，在測量時如何處理它可以向老師請教. 使用螺旋測微器中，當(dāng)F快要接近被測物體時，要停止使用大旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D,這樣就不至于在F和被測物體之間產(chǎn)生過大的壓力，既可以保護儀器又能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確. 在連接電路之前，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)安排儀器的位置，做到既要方便連線，又要使經(jīng)常操作的儀器(如滑動變阻器)方便操作，經(jīng)常觀察的儀表(如電表)便于讀數(shù)圖1的排列就考慮到這個要求可供參考 連線之前應(yīng)先斷開開關(guān)，閉合開關(guān)之前要使滑動變阻器的滑動片位于阻值最大的位置拆除電路時，應(yīng)首先拆去電源連線，然后再拆其他連線，并整理好儀器 L、d測多次，求平均值 通電電流不宜過大，時間不宜過長【步驟規(guī)范】實 驗 步 驟操 作 規(guī) 范一 測量金屬導(dǎo)線的直徑1觀察螺旋測微器兩小砧合攏時，可動刻度上的零刻度線和固定刻度上的零刻度線是否重合，觀察螺旋測微器的最小分度值2將金屬導(dǎo)線放在螺旋測微器的小砧和測微螺桿之間，正確操作螺旋測微器，測出金屬導(dǎo)線的直徑3在金屬導(dǎo)線的不同位置、不同方向上，再測兩次，求出平均值1螺旋測微器的最小分度是0.01mm，應(yīng)估讀到0.001mm2螺旋測微器的正確握法是：用左手食指側(cè)面和大拇指握住框架塑料防熱片的左側(cè)，用右手大拇指和食指旋動旋鈕 調(diào)節(jié)旋鈕時，應(yīng)先用粗調(diào)旋鈕，使小砧與金屬導(dǎo)線接近，然后改用微調(diào)旋鈕推進活動小砧，當(dāng)聽到棘輪打滑空轉(zhuǎn)并發(fā)出“咯咯”聲時，才可讀數(shù) 讀數(shù)時，先讀出固定刻度上的毫米整數(shù)部分（注意半毫米刻度線是否露出），再讀出可動刻度的值（如半毫米刻度線已露出，應(yīng)加上0.500mm），作后讀出估讀值 二用伏安法測金屬導(dǎo)線的電阻1對電流表、電壓表進行機械調(diào)零2將金屬導(dǎo)線拉直，固定在木條上3按圖連接電路AV 4閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀取三組I、U值5計算三組I、U值對應(yīng)的電阻值，取其平均值 1.若表針不在零位，用螺旋刀旋動機械調(diào)零螺釘，使其對正2連接電路前，先布列儀器，使其位置合適，然后先電阻、后電表依次連接電路，電源最后接 電鍵接入電路時，應(yīng)處于斷開位置 閉合電鍵前，變阻器阻值應(yīng)最大 導(dǎo)線的連接處必須在接線柱上（無“丁”字形接線） 3電流表、電壓表量程合適 每次實驗通電時間不宜過長，電流不宜過大，并應(yīng)及時切斷電源 I、U值讀數(shù)準(zhǔn)確，有估讀。三測量金屬導(dǎo)線的長度1用毫米刻度尺測量固定在木條上連入電路中的金屬導(dǎo)線的長度2以毫米刻度尺的不同起點再測兩次3算出金屬導(dǎo)線長度平均值 測量時，刻度尺的刻度應(yīng)貼近金屬導(dǎo)線；視線要跟尺垂直；有估讀（即讀出0.1mm）四拆除電路，儀器復(fù)原 電源必須先拆【典型例題】例1 在“測定金屬電阻率”的實驗中，若被測電阻絲的長度為80.00cm，電阻約為34，在下列器材中應(yīng)選用的是 （寫代號）A電壓表（015V）；B電壓表（03V）；C電流表（00.6A）；D電流表（03A）；E滑動變阻器（050，2A）； F滑動變阻器（0500，1A）； G電源（E3V，r0.2）；H電源（E10V，rl）；I開關(guān)；J導(dǎo)線（若干）答案. B C E G I J 例2測定金屬電阻率的實驗中，（1）如圖2（a）為測金屬絲直徑時螺旋測微器的示意圖，則此金屬絲的直徑為 m；（2）如圖2（b）為用伏安法測金屬絲電阻的電路圖，其中M為 ， N為 ；若兩表示數(shù)分別如圖2（C）、（d）所示，則被測金屬絲的電阻R測 ；（ 3）用以上方法測得的金屬絲電阻率與其實際值比較是 （填“偏小”、“偏大”或“準(zhǔn)確”） 答案: （1）5.9102m （2）電流表 電壓表 5 （3）偏小 例3 在測定金屬絲的直徑時，螺旋測微器的讀數(shù)如圖3所示，可知該金屬絲的直徑d=_103m。 答案:. 0.900例4（06四川卷）在“測定金屬的電阻率”實驗中，需要測量金屬絲的長度和直徑?，F(xiàn)用最小分度為1 mm的米尺測量金屬絲長度，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應(yīng)的位置，測得的金屬絲長度為 mm。在測量金屬絲直徑時，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支。如何較準(zhǔn)確地測量金屬絲的直徑？請簡述測量方法： 答案:在鉛筆上緊密排繞金屬絲N匝，用米尺量出該N匝金屬絲的寬度D,由此可以計算得出金屬絲的平均直徑為D/N實驗七：測定金屬的電阻率練習(xí) 1 有一個阻值約為5k的電阻，現(xiàn)用伏安法較準(zhǔn)確的測定它的電阻值，可供選用的電流表量程為50mA，內(nèi)阻為20，電壓表量程為5V，內(nèi)阻為10k，為減少誤差，實驗時應(yīng)選用哪種電路為好?( ) 2在測定金屬絲的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，如圖所示，由圖讀出金屬絲的直徑是_ 3 如圖是伏安法測電阻的電路，其中電壓表示數(shù)為100V， 電流表示數(shù)為0.4A，由此得出的電阻值為_。若電壓表的內(nèi)阻為1250，則被測電阻的真實值應(yīng)為_。 4 用零點準(zhǔn)確的螺旋測微器測量某物長度，被測物的長度如圖4（1）可讀為_，圖4（2）可讀為_ 5 圖5為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖，器材規(guī)格如下： (1)待測電阻Rx（約100）； (2)直流毫安表（量程010毫安，內(nèi)阻50） (3)直流電壓表（量程03V，內(nèi)阻5k）； (4)直流電源（輸出電壓4V，內(nèi)阻可不計）； (5)滑動變阻器（阻值范圍015，允許最大電流1A）； (6)電鍵一個，導(dǎo)線若干條根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在本題的實物圖上連線 6 如圖6，a、b、c、d是滑動變阻器的四個接線柱現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中，并要求滑片向c移動時，電路中電流減小則接入電路的接線柱可能是 Aa和bBa和cCb和cDb和d 7 如圖7千分尺的讀數(shù)應(yīng)是_mm 8 如右圖8所示為螺旋測微器測量小球的直徑時的示數(shù)，這個小球的直徑應(yīng)是_mm. 9 在“測定金屬電阻率”的實驗中，用千分尺測量金屬絲的直徑，利用伏安法測量金屬絲的電阻，千分尺示數(shù)及電流表、電壓表的示數(shù)都如圖9所示，則可讀出該金屬絲的直徑是_mm，金屬絲的電阻值_（本空要求兩位有效數(shù)字）。除此以外，還需要測量的物理量是_ 圖 10 某學(xué)生準(zhǔn)備用伏安法測定一個未知電阻的阻值，實驗中他的實物接線如圖10所示(1)指出該學(xué)生實物接線中的錯誤；(2)根據(jù)糾正錯誤以后的實物接線圖，畫出與之對應(yīng)的原理電路圖 11 用伏安法測一個未知電阻Rx的阻值已知Rx約為200所用儀器規(guī)格如下：電壓表(15V，15k)；電流表(0.6A，0.1)；變阻器R1：(0500)；變阻器R2：(020)；合適的電源以及電鍵、導(dǎo)線等 (1)畫出實驗電路圖(2)要求調(diào)節(jié)滑動變阻器使電路中電流強度變化較明顯，應(yīng)選用哪一個變阻器?答：_ (3)按上述電路測得的Rx值比真實值_ 12 用伏安法測一段金屬絲的電阻，所用的儀器如圖12所示，其中電壓表的內(nèi)阻約2K，電流表的內(nèi)阻約1，滑動變阻器標(biāo)有10、1A，蓄電池的電動勢6.0V，內(nèi)電阻0.2。測得的數(shù)據(jù)如表所示：在坐標(biāo)圖上按所給的標(biāo)度做出I-U圖象，并計算出電阻的大小是 _在圖中將所給的器件用鉛筆線代表導(dǎo)線連成實驗電路。 13 某同學(xué)在做測定小燈泡功率的實驗中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù)：在右圖上畫出IU圖線從圖線上可以看出，當(dāng)功率逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是：_ 這表明導(dǎo)體的電阻隨溫度升_ 14 在測定金屬的電阻率的實驗中： (1)用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖所示，則該金屬絲的直徑為_mm (2)已知電阻絲的電阻約為10，現(xiàn)備有下列器材供測量該電阻絲電阻時選用，應(yīng)選用的器材有_（只填代號） A量程是0.6A、內(nèi)阻為0.5的安培計 B量程是3A、內(nèi)阻為0.1的安培計C量程是3V、內(nèi)阻為6k的伏特計 D量程是15V、內(nèi)阻為30k的伏特計E阻值為01k，額定電流為0.5A的滑動變阻器F阻值為020，額定電流為2A的滑動變阻器G蓄電池（6V） H開關(guān)一個，導(dǎo)線若干 (3)在下面虛線框內(nèi)畫出用伏安法測上述電阻絲電阻的電路圖。 15 用伏安法較準(zhǔn)確地測定一個待測電阻Rx（約200）的阻值，可供選擇的器材有A毫安表（010mA，內(nèi)阻50）B安培表（00.6A，內(nèi)阻0.5）C伏特表（03V，內(nèi)阻5k） D 伏特表（015V，內(nèi)阻20k）E電源（6V，內(nèi)阻不計） F 滑動變阻器（020，允許最大電流1A）G 電鍵一個，導(dǎo)線若干。 （1）上述器材中，電流表應(yīng)選用_；電壓表應(yīng)選用_。（填寫各電表的字母代號） （2）根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在本題的實物圖上連線。16. （96上海）圖16所示,P是一根表面均勻的鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜的長陶瓷管(其長度L為50cm左右，直徑D為10cm左右)，鍍膜材料的電阻率已知，管的兩端有導(dǎo)電箍MN.現(xiàn)給米尺、電壓表V、電流表A、電源E、滑動變阻器R、電鍵S和若干導(dǎo)線，請設(shè)計一個測定膜層厚度d的試驗方案。實驗中應(yīng)測定的物理量是 。在虛線框內(nèi)用符號畫出測量電路圖。計算膜層厚度的公式是 。實驗七：測定金屬的電阻率答案1 B 2 0.800mm 3 250，312.5 4 2.048mm；4.605mm5 圖略 65.150(0.002都算對) 7 1.400 14.3 金屬絲的長度 8 CD9 2.70010 D；C；外11 DE（電流表外接、滑線變阻器接分壓電路）電路接線圖略12 見圖（從原點畫起不扣分）開始不變，后來逐漸增大增大13 如圖所示（2分）5.2（2分）電路圖略（3分）說明：電阻值無單位或只給1位有效數(shù)字的扣1分；電路圖連接中滑動變阻器要采用分壓式連接，電流表要外接，電表正負(fù)接線要正確。14 0.350；ACFGH；電路圖略 （8分）17654328901765432890176543289017654328901765432890176543289011001010000100000100015 (1)B；D(2)16.(1)LDUI;(2) 略(3)d=LI/DU