2019-2020年高二物理 實(shí)驗(yàn)七 測(cè)定金屬的電阻率.doc
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2019-2020年高二物理 實(shí)驗(yàn)七 測(cè)定金屬的電阻率【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?練習(xí)使用螺旋測(cè)微器;2學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)電阻;3測(cè)定金屬的電阻率?!緦?shí)驗(yàn)原理】1.根據(jù)電阻定律有,金屬的電阻率因此,只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)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(cè)出金屬絲兩端的電壓U和金屬絲中的電流I,就可以測(cè)出金屬絲的電阻即用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R 金屬絲的長(zhǎng)度l可以用米尺測(cè)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(cè)量長(zhǎng)度的儀器螺旋測(cè)微器來(lái)測(cè)量這就是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理 若用實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)出的物理量來(lái)表示電阻率,則金屬絲的電阻率的表達(dá)式為2在測(cè)定金屬線的電阻時(shí),為了防止金屬線過熱造成金屬線的長(zhǎng)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(shí),應(yīng)當(dāng)選用哪個(gè)量程?如果被測(cè)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(gè)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(cè)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(cè)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(dòng)變阻器,根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況,可采用滑動(dòng)變阻器的限流接法)4.圖4提供測(cè)電阻所用的實(shí)驗(yàn)器材,請(qǐng)將它們用線連接成所需的實(shí)驗(yàn)電路;并將變阻器的滑動(dòng)片移到阻值最大的位置(用“”表示) 5實(shí)驗(yàn)中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm,則它的測(cè)量結(jié)果可以準(zhǔn)確到 1mm ,讀數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)讀到 0.1mm 位下圖中,(A)的測(cè)量結(jié)果是 0.1546 m, (B)的測(cè)量結(jié)果是 0.4500 m. 6. 螺旋測(cè)微器的構(gòu)造、原理、讀數(shù)方法 (1)CAI課件模擬螺旋測(cè)微器的構(gòu)造: 螺旋測(cè)微器是由:測(cè)砧A、固定刻度B、尺架C、可動(dòng)刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D、測(cè)微螺桿F構(gòu)成的 (2)CAI課件模擬螺旋測(cè)微器的原理 螺旋測(cè)微器的螺距是0.5 mm,可動(dòng)刻度一周為50格;旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周,測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退05 mm因此,旋鈕D每轉(zhuǎn)過l格,測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退001 mm可見螺旋測(cè)微器的精確度為001 mm (3)CAI課件模擬螺旋測(cè)微器的操作與讀數(shù) 使用螺旋測(cè)微器時(shí),將被測(cè)物體放在小砧A和測(cè)微螺桿F之間,先調(diào)節(jié)旋鈕D,在測(cè)微螺桿F快靠近被測(cè)物體時(shí),改用微調(diào)旋鈕D,這樣不致于在測(cè)微螺桿和被測(cè)物體之間產(chǎn)生過大的壓力,既可以保護(hù)儀器,又能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性當(dāng)聽到咔咔的聲音時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng),并用止動(dòng)螺旋止動(dòng) 讀數(shù)時(shí),被測(cè)物體長(zhǎng)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(dòng)刻度上讀出,讀可動(dòng)刻度示數(shù)時(shí),還要注意估讀一位數(shù)字螺旋測(cè)微器的讀數(shù)可用下面公式表示:螺旋測(cè)微器的讀數(shù)固定刻度上的讀數(shù)+可動(dòng)刻度上的格數(shù)精確度o.01 mm (4)CAI課件模擬螺旋測(cè)微器測(cè)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(xiàng) 實(shí)驗(yàn)中先對(duì)測(cè)量?jī)x器、儀表進(jìn)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(dòng)表頭下方正中央的小螺絲,直到指針指在零刻度為止,或請(qǐng)老師幫忙調(diào)整;當(dāng)螺旋測(cè)微器的測(cè)帖A和螺桿F并攏時(shí),可動(dòng)刻度E的零點(diǎn)應(yīng)該恰好跟固定刻度B零點(diǎn)重合,如果不重合,就存在“零誤差”,在測(cè)量時(shí)如何處理它可以向老師請(qǐng)教. 使用螺旋測(cè)微器中,當(dāng)F快要接近被測(cè)物體時(shí),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(cè)物體之間產(chǎn)生過大的壓力,既可以保護(hù)儀器又能保證測(cè)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(dòng)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(gè)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(dòng)變阻器的滑動(dòng)片位于阻值最大的位置拆除電路時(shí),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(cè)多次,求平均值 通電電流不宜過大,時(shí)間不宜過長(zhǎng)【步驟規(guī)范】實(shí) 驗(yàn) 步 驟操 作 規(guī) 范一 測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑1觀察螺旋測(cè)微器兩小砧合攏時(shí),可動(dòng)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(cè)微器的最小分度值2將金屬導(dǎo)線放在螺旋測(cè)微器的小砧和測(cè)微螺桿之間,正確操作螺旋測(cè)微器,測(cè)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(cè)兩次,求出平均值1螺旋測(cè)微器的最小分度是0.01mm,應(yīng)估讀到0.001mm2螺旋測(cè)微器的正確握法是:用左手食指?jìng)?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(dòng)旋鈕 調(diào)節(jié)旋鈕時(shí),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(jìn)活動(dòng)小砧,當(dāng)聽到棘輪打滑空轉(zhuǎn)并發(fā)出“咯咯”聲時(shí),才可讀數(shù) 讀數(shù)時(shí),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(dòng)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(cè)金屬導(dǎo)線的電阻1對(duì)電流表、電壓表進(jìn)行機(jī)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(dòng)變阻器,讀取三組I、U值5計(jì)算三組I、U值對(duì)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(dòng)機(jī)械調(diào)零螺釘,使其對(duì)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(shí),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(wú)“丁”字形接線) 3電流表、電壓表量程合適 每次實(shí)驗(yàn)通電時(shí)間不宜過長(zhǎng),電流不宜過大,并應(yīng)及時(shí)切斷電源 I、U值讀數(shù)準(zhǔn)確,有估讀。三測(cè)量金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度1用毫米刻度尺測(cè)量固定在木條上連入電路中的金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度2以毫米刻度尺的不同起點(diǎn)再測(cè)兩次3算出金屬導(dǎo)線長(zhǎng)度平均值 測(cè)量時(shí),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(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,若被測(cè)電阻絲的長(zhǎng)度為80.00cm,電阻約為34,在下列器材中應(yīng)選用的是 (寫代號(hào))A電壓表(015V);B電壓表(03V);C電流表(00.6A);D電流表(03A);E滑動(dòng)變阻器(050,2A); F滑動(dòng)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(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中,(1)如圖2(a)為測(cè)金屬絲直徑時(shí)螺旋測(cè)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(cè)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(cè)金屬絲的電阻R測(cè) ;( 3)用以上方法測(cè)得的金屬絲電阻率與其實(shí)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(cè)定金屬絲的直徑時(shí),螺旋測(cè)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(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,需要測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑。現(xiàn)用最小分度為1 mm的米尺測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度,圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對(duì)應(yīng)的位置,測(cè)得的金屬絲長(zhǎng)度為 mm。在測(cè)量金屬絲直徑時(shí),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(cè)量金屬絲的直徑?請(qǐng)簡(jiǎn)述測(cè)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(jì)算得出金屬絲的平均直徑為D/N實(shí)驗(yàn)七:測(cè)定金屬的電阻率練習(xí) 1 有一個(gè)阻值約為5k的電阻,現(xiàn)用伏安法較準(zhǔn)確的測(cè)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(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用哪種電路為好?( ) 2在測(cè)定金屬絲的電阻率實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)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(cè)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(cè)電阻的真實(shí)值應(yīng)為_。 4 用零點(diǎn)準(zhǔn)確的螺旋測(cè)微器測(cè)量某物長(zhǎng)度,被測(cè)物的長(zhǎng)度如圖4(1)可讀為_,圖4(2)可讀為_ 5 圖5為用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖,器材規(guī)格如下: (1)待測(cè)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(jì)); (5)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍015,允許最大電流1A); (6)電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干條根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求,在本題的實(shí)物圖上連線 6 如圖6,a、b、c、d是滑動(dòng)變阻器的四個(gè)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(dòng)時(shí),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(cè)微器測(cè)量小球的直徑時(shí)的示數(shù),這個(gè)小球的直徑應(yīng)是_mm. 9 在“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑,利用伏安法測(cè)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(cè)量的物理量是_ 圖 10 某學(xué)生準(zhǔn)備用伏安法測(cè)定一個(gè)未知電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)中他的實(shí)物接線如圖10所示(1)指出該學(xué)生實(shí)物接線中的錯(cuò)誤;(2)根據(jù)糾正錯(cuò)誤以后的實(shí)物接線圖,畫出與之對(duì)應(yīng)的原理電路圖 11 用伏安法測(cè)一個(gè)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(shí)驗(yàn)電路圖(2)要求調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電路中電流強(qiáng)度變化較明顯,應(yīng)選用哪一個(gè)變阻器?答:_ (3)按上述電路測(cè)得的Rx值比真實(shí)值_ 12 用伏安法測(cè)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(dòng)變阻器標(biāo)有10、1A,蓄電池的電動(dòng)勢(shì)6.0V,內(nèi)電阻0.2。測(cè)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(jì)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(shí)驗(yàn)電路。 13 某同學(xué)在做測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)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(shí),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(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中: (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)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(cè)量該電阻絲電阻時(shí)選用,應(yīng)選用的器材有_(只填代號(hào)) A量程是0.6A、內(nèi)阻為0.5的安培計(jì) B量程是3A、內(nèi)阻為0.1的安培計(jì)C量程是3V、內(nèi)阻為6k的伏特計(jì) D量程是15V、內(nèi)阻為30k的伏特計(jì)E阻值為01k,額定電流為0.5A的滑動(dòng)變阻器F阻值為020,額定電流為2A的滑動(dòng)變阻器G蓄電池(6V) H開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干 (3)在下面虛線框內(nèi)畫出用伏安法測(cè)上述電阻絲電阻的電路圖。 15 用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)定一個(gè)待測(cè)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(jì)) F 滑動(dòng)變阻器(020,允許最大電流1A)G 電鍵一個(gè),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(hào)) (2)根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求,在本題的實(shí)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(zhǎng)陶瓷管(其長(zhǎng)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(dòng)變阻器R、電鍵S和若干導(dǎo)線,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定膜層厚度d的試驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量是 。在虛線框內(nèi)用符號(hào)畫出測(cè)量電路圖。計(jì)算膜層厚度的公式是 。實(shí)驗(yàn)七:測(cè)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(duì)) 7 1.400 14.3 金屬絲的長(zhǎng)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(diǎn)畫起不扣分)開始不變,后來(lái)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(wú)單位或只給1位有效數(shù)字的扣1分;電路圖連接中滑動(dòng)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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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