2020版高中物理第3章从电表电路到集成电路3_7实验：测定金属的电阻率学案沪科版选修3_1.pdf

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1、文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.1文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.实验：测定金属的电阻率 目标定位 1.进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想.2.掌握螺旋测微器的读数方法.3.掌握测定金属电阻率的实验原理、实验过程及数据处理方法一、螺旋测微器的读数原理1构造及原理：如图1 所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是 0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退 _ mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示_图 1 2使用方法：当A与F并拢

2、时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间，再顺时针旋转旋钮D，使A、F正好接触被测物在使用时，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D.3读数方法：L固定刻度示数可动刻度示数(估读一位)分度值注意(1)以毫米为单位时，小数点后面要有三位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略(2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出二、实验操作1实验原理图 2(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R_)电路原理图如图2 所示(2)用_测出金属丝的长度L，用_测出金属丝的直径d，算出横截面积S(Sd24)(3)由

3、电阻定律R_，得RSLd2R4Ld2U4LI，求出电阻率2实验器材螺旋测微器、_、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、_.3实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径，并记录(2)连电路：按如图2 所示的电路图连接实验电路(3)量长度：用 _测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.2文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.次，并记录(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值_的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的

4、位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材4数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的 _作为测量结果(2)图像法：可建立IU坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用图像的_来求出电阻值R.5实验注意事项(1)因一般金属导线电阻较小，为了减小实验的系统误差，必须选择电流表_法(2)本实验用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值_状态(3)测量L时应测接入电路的金属导线的_长度(即两接线柱之间的长度)；在金属导线的 3 个不同位置上用螺旋测微器测量直径d

5、.(4)电流不宜过 _(电流表用0 0.6 A量程)，通电时间不宜 _，以免电阻率因温度升高而变化一、仪器的选择和电路的设计例 1 在测定金属的电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约 4，额定电流约0.5 A)；电压表：V(量程 3 V，内阻约3 k)；电流表：A1(量程 0.6 A，内阻约0.2)；A2(量程 3 A，内阻约0.05)；电源：E1(电源电压为3 V)；E2(电源电压为12 V)；滑动变阻器：R(最大阻值约20)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线图 3(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图3 所示，读数为_mm.(2)若滑动变阻器采用限流式接法，

6、为使测量尽量精确，电流表应选_，电源应选_(均填器材代号)，在虚线框中完成电路原理图二、数据处理和实物图的连线例 2 利用螺旋测微器、米尺和如图4 所示的器材(其中电流表的内阻为1，电压表的内文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.3文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.阻为 5 k)测量一根粗细均匀的阻值约为5 的金属丝的电阻率(1)用笔画线代替导线，将图5 中的器材连接成实物电路，要求连线不能交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为020)图 4 图 5 图 6(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测

7、量金属丝的长度示数如图5 所示，电流表、电压表的读数如图6 所示则金属丝两端的电压U_，电流I_，金属丝的长度L_，直径d_.(3)该金属丝的电阻率是_(保留两位有效数字)在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图7 所示，用毫米刻度尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率图 7(1)从图中读出金属丝的直径为_ mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表03 V，内阻 10 k B电压表015 V，内阻 50 k C电流表00.6 A，内阻 0.05 D电流表0

8、3 A，内阻 0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 要 求 较 准 确 地 测 出 其 阻 值，电 压 表 应 选 _，电 流 表 应 选_，滑动变阻器应选_(填序号)实验中某同学的实物接线如图8 所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误图 8 错误1：_；错误2：_.答案精析知识探究一、文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.4文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.10.5 0.01 mm 二、1(1)UI(2)毫米刻度尺螺旋测微器(3)LS2毫米刻度尺滑动变阻器3(3)毫米刻度尺(4)最大4(1)平均值(2)斜率5(1)外接(2)最大(

9、3)有效(4)大太长典型例题例 1(1)1.774(1.772 1.776 均正确)(2)A1E1见解析图解析(1)螺旋测微器的读数为：15 mm 27.40.01 mm 1.774 mm.(2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，则电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测金属丝的额定电流为0.5 A，所以电流表选A1，电源选E1即可电路原理图如图所示例 2(1)见解析图(2)2.20 V 0.44 A 30 50 cm 1.850103 m(3)4.4 105m解析(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限

10、流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“B、C”、“A、D”、“A、C”或“B、D”接线柱；由题图可以看出电流表应该连接“”接线柱和“0.6”接线柱，具体连线如图所示(2)由所连电路图可以看出：电压表的量程是3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0.6 A，所以读数是0.44 A；由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出，因此读数是1.850103 m；米尺的读数是40.50 cm 10.00 cm 30.50 cm.(3)由电阻定律得RSLUd24IL2.203.141.850103240.4430.5010 2m4.4 105m.达标检测(1)0.680(2)AC

11、E 导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法解析(1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读 0.5 mm，可动刻度上接近第18 个刻度线，可以估读0.180 mm，所以该金属丝直径应为0.5 mm0.180 mm0.680 mm.(2)由电路图知电源是两节干电池，电动势是3 V，用 3 V量程的电压表A；因为电阻丝的文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.5文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.电阻大约为5，如果把3 V 的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A 的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5，为了减小实验误差，应选10 的滑动变阻器E.