测定金属的电阻率高三教案汇总.docx
- 文档编号:2836954
- 上传时间:2022-11-15
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:212.13KB
测定金属的电阻率高三教案汇总.docx
《测定金属的电阻率高三教案汇总.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《测定金属的电阻率高三教案汇总.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
测定金属的电阻率高三教案汇总
实验七 测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)
一、螺旋测微器的构造原理及读数
1.螺旋测微器的构造
如图1所示是常用的螺旋测微器.它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上.旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上.
图1
2.螺旋测微器的原理
测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01mm.即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上,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数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读
出.测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估
读一位)×0.01(毫米)
二、游标卡尺
1.构造:
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.(如图2所示)
图2
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1mm.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:
游标尺
精度
(mm)
测量长度L=N
+k
(mm)(游
标尺上第k格
与主尺上的
刻度线对齐时)
总刻度
格数n
刻度总长
度(mm)
每小格
与主尺
1格
(1mm)
相差
10
9
0.1
0.1
N(主尺上读的
整毫米数)+
k
20
19
0.05
0.05
N(主尺上读的
整毫米数)+
k
50
49
0.02
0.02
N(主尺上读的
整毫米数)+
k
三、伏安法测电阻
1.电流表、电压表的应用
电流表内接法
电流表外接法
电路图
误差
原因
电流表分压
U测=Ux+UA
电压表分流
I测=Ix+IV
电阻
测量值
R测=
=Rx+RA>Rx
测量值大于真实值
R测=
=
测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx 口诀 大内偏大(大电阻用内接法测量,测量值偏大) 小外偏小(小电阻用外接法测量,测量值偏小) 2.伏安法测电阻的电路选择 (1)阻值比较法: 先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法. (2)临界值计算法 Rx< 时,用电流表外接法; Rx> 时,用电流表内接法. (3)实验试探法: 按图3接好电路,让电压表一根接线柱P先后 与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流 表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数图3 有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法. 四、测量金属的电阻率 实验目的 1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法. 2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法. 3.会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率. 实验原理 由R=ρ 得ρ= ,因此,只要测出金属丝的长度l,横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ. (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4所示. 图4 (2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l,用螺旋测微器量得 金属丝的直径,算出横截面积S. (3)将测量的数据代入公式ρ= 求金属丝的电阻率. 点拨 因为本实验中被测金属丝的电阻值较小,所以实验电路采用电流表外接法. 实验器材 毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0~50Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干. 实验步骤 1.直径测定: 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S= . 2.电路连接: 连接好用伏安法测电阻的实验电路. 3.长度测量: 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求其平均值l. 4.U、I测量: 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内,断开开关S,求出金属导线电阻R的平均值. 5.拆除电路,整理好实验器材. 数据处理 1.在求R的平均值时可用两种方法 (1)用R= 分别算出各次的数值,再取平均值. (2)用U-I图线的斜率求出. 2.计算电阻率: 将记录的数据R、l、d的值代入电阻率计算式ρ=R = . 误差分析 1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一. 2.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小. 3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等也会带来偶然误差. 4.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差. 注意事项 1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法. 2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端. 3.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值. 4.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值. 5.闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置. 6.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. 7.求R的平均值时可用两种方法: 第一种是用R=U/I算出各次的测量值,再取平均值;第二种是用图象(U-I图线)来求出.若采用图象法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑. 实验改进 在本实验中,由于电表内电阻的影响,从而使金属导线电阻测量值偏小,可以改进实验电路,消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差. 1.等效替换法 连接电路如图5所示R为电阻箱,Rx为待测电阻,通过调节 电阻箱R,使单刀双掷开关S分别接1和2时,电流表中的电 流示数相同,则表明Rx=R,即可测出Rx.图5 2.附加电阻法 连接电路如图6所示,R1为一阻值较大的固定电阻,Rx为待测 电阻. (1)S2断开,闭合S1,调节变阻器R,使电流表、电压表都有一 个适当读数,记下两表读数I1、U1. (2)保持变阻器R不变,再闭合S2,记下两表的读数I2、U2.图6 (3)待测电阻Rx= - . 考点一 游标卡尺、螺旋测微器的读数 游标卡尺的读数应注意以下几点: (1)看清精确度 例如(图7) 图7 易错成11+4×0.1mm=11.40mm 正确的应为11.4mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零. 例如(图8) 图8 易错成10+12×0.05mm=10.6mm,正确的应为10.60mm (2)主尺上的单位应为厘米 主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米,读数时应将毫米和厘米分清,游标卡尺主尺上的最小刻度是1mm. 例如(图9) 图9 易错成(5+4×0.05)mm=5.20mm 正确的应为(50+4×0.05)mm=50.20mm (3)区分零刻度与标尺最前端 例如(图10) 图10 易错成13+10×0.05mm=13.50mm 正确读数为14+10×0.05mm=14.50mm 例1 (1)如图11所示为一种游标卡尺,它的游标尺上有 图11 20个小的等分刻度,总长度为19mm.用它测量某物 体长度时,游标卡尺示数如图所示,则该物体的长 度是___________cm. (2)如图12所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图,则该金属丝的直径为________mm. 图12 考点二 对实验的理解与应用 例2 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13所示,用米尺测出金属丝的长度L, 金属丝的电阻大约为5Ω,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. (1)从图中读出金属丝的直径为________mm.图13 (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0~3V,内阻10kΩ B.电压表0~15V,内阻50kΩ C.电流表0~0.6A,内阻0.05Ω D.电流表0~3A,内阻0.01Ω E.滑动变阻器0~10Ω F.滑动变阻器0~100Ω ①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) ②实验中某同学的实物接线如图14所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错 误. 图14 错误1: ________________________________________________________________; 错误2__________________________________________________________________. 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).实际处理过程中,需要估算回路中的最大电流(一般应假 设变阻器采用限流接法时进行估算).如: 用伏安法作出标有“6V,0.6W”字样 的小灯泡的U-I图线,则实际加在灯泡两端的电压的最大值不能超过6V. (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 ,以减小读数误差. (3)仪器选择的一般步骤: ①首先选择唯一性的器材; ②粗画电路图(暂不接电流表和电压表); ③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. 考点三 伏安法测电阻率(仪器选取及电路设计) 例3 某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找出以下供选择的器材: A.电池组(3V,内阻约1Ω) B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω) C.电流表A2(0~0.6A,内阻约0.125Ω) D.电压表V1(0~3V,内阻4kΩ) E.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ F.滑动变阻器R1(0~20Ω,允许最大电流1A) G.滑动变阻器R2(0~2000Ω,允许最大电流0.3A) H.开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号). (2)测电阻时,电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时,应采用安培表________接法,将设计的电路图画在下面虚线框内. (
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 测定 金属 电阻率 教案 汇总