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,第七章 恒定電流,實(shí)驗(yàn)七 測(cè)定金屬的電阻率,1．螺旋測(cè)微器 (1)構(gòu)造：如圖甲，S為固定刻度，H為可動(dòng)刻度． (2)原理：可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，螺桿P前進(jìn)或后退0.5 mm，則螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm.,甲,乙,(3)讀數(shù) ①測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動(dòng)刻度讀出． ②測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01 (mm) ③如圖乙所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米，從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.,2．游標(biāo)卡尺 (1)構(gòu)造(如圖所示)：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)外測(cè)量爪)、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘． (2)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．,(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成. 不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，見(jiàn)下表：,(4)讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記 錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm. 3．常用電表的讀數(shù) 對(duì)于電壓表和電流表的讀數(shù)問(wèn)題，首先要弄清電表 量程，即指針指到最大刻度時(shí)電表允許通過(guò)的最大電壓或電流 值，然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實(shí) 際位置進(jìn)行讀數(shù)即可．,(1)0～3 V的電壓表和0～3 A的電流表讀數(shù)方法相 同，此量程下的精確度分別是0.1 V或0.1 A，看清楚指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位． (2)對(duì)于0～15 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀 數(shù)時(shí) 只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1 V. (3)對(duì)于0～0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀 到最小刻度的一半0.01 A.,4．電流表、電壓表測(cè)電阻兩種方法的比較,電流表分壓 U測(cè)＝Ux＋UA,電壓表分流 I測(cè)＝Ix＋I(xiàn)V,RA?Rx,RV?Rx,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法． 2．掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的使用和讀數(shù)方法． 3．會(huì)用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)定金屬的電阻率．,三、實(shí)驗(yàn)器材 被測(cè)金屬絲，直流電源(4 V)，電 流 表(0～0.6 A)，電 壓 表(0～3 V)，滑動(dòng)變阻器(50 Ω)，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺．,四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲的三個(gè)不同位置各 測(cè) 一 次直徑，求出其平均值d. 2．按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路． 3．用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo) 線的 有效 長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量3次，求出其平均值l. 4．把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合電鍵S，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記 錄表 格 內(nèi)，斷 開(kāi)電 鍵S，求 出導(dǎo)線電阻 Rx的平均值． 5．整理儀器．,一、伏安法測(cè)電阻的電路選擇方法 1．阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法．,3．實(shí)驗(yàn)試探法：按如圖所示電路圖接好電路，讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表 的示 數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表 外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示 數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法．,三、誤差分析 1．金屬絲直徑、長(zhǎng)度的測(cè)量帶來(lái)誤差． 2．若為內(nèi)接法，電流表分壓，若為外接法，電壓表分流．,四、注意事項(xiàng) 1．測(cè)量直徑應(yīng)在導(dǎo)線連入電路前進(jìn)行，測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度，應(yīng)在連入電路后拉直的情況下進(jìn)行． 2．本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法． 3．電流不宜太大(電流表用0～0.6 A量 程)，通電時(shí)間 不宜太長(zhǎng)，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大．,考點(diǎn)一 測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù),考點(diǎn)二 儀器的選擇和數(shù)據(jù)處理,考點(diǎn)三 對(duì)誤差分析和實(shí)驗(yàn)原理的考查,考點(diǎn)一 測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù),17.7,23.85,3.18,2.150,0.02,0.44,0.1,2.20,0.1,1.70,0.5,8.5,(2014·高考山東卷)實(shí)驗(yàn)室購(gòu) 買了一捆 標(biāo) 稱長(zhǎng) 度 為100 m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度．該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2，查 得 銅 的 電 阻率為1.7×10－8 Ω·m，再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度．,考點(diǎn)二 儀器的選擇和數(shù)據(jù)處理,可供使用的器材有： 電流表：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω； 電壓表：量程3 V，內(nèi)阻約9 kΩ； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值電阻：R0＝3 Ω； 電源：電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻可不計(jì)； 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．,回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)． (2)在圖乙所示的實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng) 根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接． (3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為_(kāi)_______________________V. (4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為_(kāi)_______________________m(保留2位有效數(shù)字)．,R2,a,見(jiàn)解析圖,2.30(2.29～2.31均正確),94(93～95均正確),在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，若待測(cè)金屬絲的電阻約為5 Ω，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，提供以下器材供選擇： A．電池組(3 V，內(nèi)阻1 Ω) B．電流表(0～3 A，內(nèi)阻0.012 5 Ω) C．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻0.125 Ω) D．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻4 kΩ) E．電壓表(0～15 V，內(nèi)阻15 kΩ) F．滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω，允許最大電流1 A) G．滑動(dòng)變阻器(0～2 000 Ω，允許最大電流0.3 A) H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干,考點(diǎn)三 對(duì)誤差分析和實(shí)驗(yàn)原理的考查,(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)從上述器材中選用____________(填寫儀器前的字母代號(hào))； (2)測(cè)電阻時(shí)，電流表、電壓表、待測(cè)金屬絲電阻Rx在組成測(cè)量電路時(shí)，應(yīng)采 用電 流表________(選 填“外”或“內(nèi)”)接法，待測(cè)金屬絲電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏______(選填“大”或“小”)； (3)若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖所示，則讀數(shù)為_(kāi)_______mm；,ACDFH,外,小,0.900,(4)若用L表示金屬絲的長(zhǎng)度，d表示直徑，測(cè)得 電阻為R，請(qǐng)寫出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ＝________.,“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)的核心是導(dǎo)線 電阻的測(cè)量，除伏安法外，還有幾種常用的方法，這也是本實(shí)驗(yàn)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)．,1.(2015·陜西西工大附中適應(yīng)性訓(xùn)練)用以下器材可測(cè)量電阻Rx的阻值． A．待測(cè)電阻Rx，阻值約為600 Ω B．電源E，電動(dòng)勢(shì)約為6.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì) C．毫伏表V1，量程為0～500 mV，內(nèi)阻r1＝1 000 Ω D．電壓表V2，量程為0～6 V，內(nèi)阻r2約為10 kΩ E．電流表A，量程為0～0.6 A，內(nèi)阻r3約為1 Ω F．定值電阻R0，R0＝60 Ω G．滑動(dòng)變阻器R，最大阻值為150 Ω H．單刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干,方法一：伏伏法,(1)測(cè)量中要求兩塊電表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3，并能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖．,[答案] 測(cè)量電路如圖所示,(2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算Rx，則由已知量和測(cè)量量計(jì)算Rx的表達(dá)式為Rx＝____________，式中各符號(hào)的意義是：__________________________________________________ _________________________________________. (所有物理量用題中代數(shù)符號(hào)表示),U1為毫伏表V1的讀數(shù)，U2為電壓表V2的讀數(shù)，r1為毫伏表的內(nèi)阻，R0為定值電阻,[總結(jié)提升] 已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)做電流表使用，若量程太小可以配合定值電阻增大其量程，這是設(shè)計(jì)電路中的高頻考點(diǎn)．,2.(2015·福建南安模擬)為測(cè)定一個(gè)待測(cè)電阻Rx的阻值(阻值約為200 Ω)，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材： 電池組E：電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì) 電流表A1：量程0～15 mA，內(nèi)阻約為100 Ω 電流表A2：量程0～300 μA，內(nèi)阻1 000 Ω 滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍0～20 Ω，額定電流2 A 電阻箱R2：阻值范圍0～9 999 Ω，額定電流1 A 開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干,方法二：安安法,要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量Rx的阻值，請(qǐng)回答下面問(wèn)題： (1)為了測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓，可以將電流表________(填寫器材代號(hào))與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到________Ω，這樣可以改裝成一個(gè)量程為3.0 V的電壓表； (2)在方框中畫出完整測(cè)量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)；,A2,9 000,[答案],(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是________mA，電流表A2的示數(shù)是________μA，測(cè)得待測(cè)電阻Rx的阻值是___________．本次測(cè)量存在一定的系統(tǒng)誤差，考慮這個(gè)原因測(cè)量值較真實(shí)值_______填“偏大”或“偏小”)．,8.0,150,187．5 Ω,偏小,[總結(jié)提升] 已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)做電壓表使用，若量程太小，配合定值電阻可以增大其量程，這也是電學(xué)設(shè)計(jì)電路的高頻考點(diǎn)．,方法三：等效法 如圖所示，先讓待測(cè)電阻與一電流表串 聯(lián)后接到 電動(dòng)勢(shì)恒定的電源上，讀出電 流表示數(shù)I；然后將電阻箱與電流表串 聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的 阻 值，使電流表的示數(shù)仍為I，則電阻箱的 讀數(shù)等于待測(cè)電阻的阻值．,3.某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻． (1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè) 微 器 測(cè)量 圓柱 體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲和乙所示，長(zhǎng)度為_(kāi)_______ cm，直徑為_(kāi)_______________________ mm.,5.01,5.316(5.310～5.320),(2)按圖丙連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下： ①將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最__________處(填“大”或 “小”)；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0. ②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最________(填“大”或“小”)，S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1 280 Ω. (3)由此可知，圓柱體的電阻為_(kāi)_______ Ω.,大,大,1 280,