2016届高考物理大一轮复习 实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）课件 沪科版

实验七 测定金属的电阻率 (同时练习使用螺旋测微器 ) 一 、 螺旋测微器 1 构造： 如 图 1所示是常用的螺旋测微器 。 它的测砧 固定在尺架 旋钮 D、 微调旋钮 D和可动刻度 E、 测微螺杆 通过精密螺纹套在 图 1 2原理： 测 微螺杆 之间的精密螺纹的螺距为0.5 旋钮 .5 可动刻度 0等份，每转动一小格， 螺旋测微器的精确度为 数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 3 读数： 测 量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出 ，小数部分由可动刻度读出 。 测量值 (固定刻度数 (注意半毫米刻度线是否露出 )可动刻度数 (估读一位 )× 温馨提示 螺旋测微器需要估读 图 2 最 后一位数字为估计数字 ， 读数和记数时估计位为有效数字的最后一位 。 例如 如图 2所示 ， 固定刻度示数为 2.0 不足半毫米从可动刻度上读的示数为 最后的读数为： 2.0 二 、 游标卡尺 1 构造： 如 图 3所示 ， 主尺 、 游标尺 (主尺和游标尺上各有一个内外测量爪 )、 游标尺上还有一个深度尺 ， 尺身上还有一个紧固螺钉 。 图 3 2 用途： 测 量厚度 、 长度 、 深度 、 内径 、 外径 。 3 原理： 利 用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成 。 不管游标尺上有多少个小等分刻度 ， 它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有 10个的 、 20个的 、 50个的 ， 其读数见下表： 刻度格数 (分度 ) 刻度总长度 每小格与 1 精确度 (可准确到 ) 10 9 .1 .1 0 19 0 49 读数： 若 用 记录结果表达为 (x K× 精确度 ) 三、测定金属的电阻率 注意事项 1 先测直径 ， 再连电路： 为 了方便 ， 测量直径时应在金属丝连入电路之前测量 。 2 电流表外接法 ： 本 实验中被测金属丝的阻值较小 ， 故采用电流表外接法 。 3 电流控制 ： 电 流不宜过大 ， 通电时间不宜过长 ， 以免金属丝温度过高 ， 导致电阻率在实验过程中变大 。 误差分析 热点一 测量仪器 、 仪表的读数 【 例 1】 (2014·海南卷 ， 11)现 有一合金制成的圆柱体 ， 为测量该合金的电阻率 ， 现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻 ，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径 ， 用游标卡尺测量该圆柱体的长度 。 螺旋测微器和游标卡尺的示数如图 4a和 图 4 (1)由上图读得圆柱体的直径为 _长度为 _ (2)若流经圆柱体的电流为 I， 圆柱体两端之间的电压为 U，圆柱体的直径和长度分别为 D、 L， 测得 D、 L、 I、 _。 解析 (1) 螺旋测微器的读数为 1.5 m m m m m m ( 围内的均可 ) ；游标卡尺的读数为 42 8 × m m 42. 40 m m c m ； (2) 圆柱体的横截面积为 S 电阻定律 R L。 答案 (1) (2) 游标卡尺的读数方法： “ 三看 ” (1)第一看 精确度 例如 (如图 5所示 ) 图 5 易错读成 11 4× 0.1 确的应为 11.4 游标卡尺不需估读 ， 后面不能随意加零 ， 也不能随意去零 。 例如 (如图 6所示 ) 图 6 易错读成 10 12× 10.6 (2)第二看 游标尺上的 0刻度线位置 ， 区分零刻度与标尺最前端 例如 (如图 7所示 ) 图 7 易错读成 11 10× 确读数为 14 10× 3)第三看 游标尺的哪条 (第 刻度线与主尺上的刻度线对齐 【 变式训练 】 1 (1)如 图 8所示的两把游标卡尺 ， 它们的游标尺从左到右分别为 9 0等分 、 19 0等分 ， 它们的读数依次_ (2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径 ， 示数如图 9所示 ， 则甲 、 乙金属丝的直径分别为 _ 图 8 图 9 解析 (1)图 8甲读数：整毫米是 17， 不足 1毫米数是 7× 0.1 0.7 最后结果是 17 0.7 17.7 乙图读数：整毫米是 23， 不足 1毫米数是 17× 最后结果是 23 (2)对图 9甲：甲固定刻度示数为 2.0 不足半毫米的从可动刻度上读的示数为 最后的读数为： 2.0 对图乙： 答案 (1)2) 热点二 考查电阻率的测量及实物连线 【 例 2】 (2014·山东卷 ， 22)实 验室购买了一捆标称长度为100 某同学想通过实验测定其实际长度 。该同学首先测得导线横截面积为 1.0 查得铜的电阻率为 10 8 ·m， 再利用图 10甲所示电路测出铜导线的电阻 从而确定导线的实际长度 。 图 10 可供使用的器材有： 电流表：量程 ， 内阻约 ； 电压表：量程 3 V， 内阻约 9 滑动变阻器 大阻值 5 ； 滑动变阻器 大阻值 20 ； 定值电阻： 3 ； 电源：电动势 6 V， 内阻可不计； 开关 、 导线若干 。 回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选 _(填 “ “ ， 闭合开关 _端 (填 “ a”或 “ b”)。 (2)在实物图 11中 ， 已正确连接了部分导线 ， 请根据图 10甲电路完成剩余部分的连接 。 图 11 (3)调节滑动变阻器 ， 当电流表的读数为 时 ， 电压表示数如图乙所示 ， 读数为 _ V。 (4)导线实际长度为 _ m(保留 2位有效数字 )。 解析 ( 1) 由 ( 3) 中电流表的读数为 时， 可知， 0的总阻值约为 姆，若选用滑动变阻器 源电压为 6 伏特，电流表的量程只有 ，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选 合开关前应将滑片移至 a 端保证连入电 阻最大。 ( 2) 见答案图。 ( 3) 由于电压表量程 0 3 V ，分度值为 ，故读数为 。 ( 4) 欧姆，由 R l 10 10 8 m 94 m 。 答案 (1)R2 a (2)如 图所示 (3) (4)94(93、 95均正确 ) 仪器选择的基本思路 ( 1) 优先考虑安全因素： 各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流( 或电压 ) 不能超过其允许的最大电流 ( 或电压 ) ( 2) 考虑读数误差因素： 一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13，以减小读数误差。 (3)仪器选择的一般步骤： 首先选择唯一性的器材； 粗画电路图 (暂不接电流表和电压表 )； 估算回路中电流和电压的最大值 ， 在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下 ， 结合已知器材的规格 ，确定实验电路和实验器材 。 【 变式训练 】 2 (2014·江苏卷 ， 10)某 同学通过实验测量一种合金的电阻率 。 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径 。 为防止读数时测微螺杆发生转动 ， 读数前应先旋紧图 12所示的部件_(选填 “ A”、 “ B”、 “ C”或 “ D”)。 从图中的示数可读出合金丝的直径为 _ 图 12 图 13 (2)图 13所示是测量合金丝电阻的电路 ， 相关器材的规格已在图中标出 。 合上开关 ， 将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中 ， 发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化 。 由此可以推断：电路中 _(选填图中表示接线柱的数字 )之间出现了 _(选填 “ 短路 ” 或 “ 断路 ” )。 (3)在电路故障被排除后 ， 调节滑动变阻器 ， 读出电压表和电流表的示数分别为 和 38 由此 ， 该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 。 为了更准确地测出合金丝的阻值 ， 在不更换实验器材的条件下 ， 对实验应作怎样的改进 ？ 请写出两条建议 。 解析 (1)读数前应先旋紧 螺旋测微器读数 0 (2)7、 9之间发生断路 ， 则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中 ， 此时改变阻值较小的滑动变阻器阻值时 ， 对电压表和电流表的示数影响很小 ， 符合题述现象 ，同时满足两表读数 。 ( 3) 因为 > A 30 ，所以应选用电流表内接法。为了减小偶然误差可测量多组电流和电压值，计算电阻的平均值。或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值。 答案 ( 1) B ( 2 ) 7 、 9 断路 ( 3) 电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电 阻的平均值。 ( 或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值 ) 热点三 拓展创新实验 电阻测量的五种方法 1 伏安法 特 点：大内小外 (内接法测量值偏大 ， 测大电阻时应用内 接法测量 ) 2 安安法 若 电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。 (1) 如图 14 甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知 的内阻 R1，