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1、测定金属的定金属的电阻率阻率课件件你现在浏览的是第一页，共48页1知道实验的目的和原理知道实验的目的和原理2知道螺旋测微器的使用方法与工作原理知道螺旋测微器的使用方法与工作原理3掌握伏安法测电阻的方法掌握伏安法测电阻的方法4知道实验数据处理方法、误差分析及注意事项知道实验数据处理方法、误差分析及注意事项你现在浏览的是第二页，共48页一、实验目的一、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掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法2掌掌握握电电流流表表、电电压压表表和和滑滑动动变变阻阻器器的的使使用用方方法法及及电电流流表和电压表的读数方法表和电压表的读数方法3会用伏安法测电阻，并能测定
2、金属的电阻率会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率二、实验原理二、实验原理1螺旋测微器的构造原理及读数螺旋测微器的构造原理及读数你现在浏览的是第三页，共48页(1)螺旋测微器的构造螺旋测微器的构造如如图图所所示示是是常常用用的的螺螺旋旋测测微微器器它它的的测测砧砧A和和 S固固定定在在尺尺架架F上上旋旋钮钮K、微微调调旋钮旋钮K 和和 H、测测微微螺螺杆杆P连连在在一一起起，通通过过精精密螺纹套在密螺纹套在S上上固定刻度固定刻度可动刻度可动刻度你现在浏览的是第四页，共48页(2)螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理测测 微微 螺螺 杆杆 P与与 固固 定定 刻刻 度度 S之之 间间 的的 精精 密
3、密 螺螺 纹纹 的的 螺螺 距距 为为 ，即即旋旋钮钮K每每旋旋转转一一周周，P前前进进或或后后退退 ，而而可可动动刻刻度度H上上 的的 刻刻 度度 为为 50等等 份份，每每 转转 动动 一一 小小 格格，P前前 进进 或或 后后 退退 ，即即螺螺旋旋测测微微器器的的精精确确度度为为0.01 mm.读读数数时时估估读读到到毫毫米米的的千千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺0.5 mm0.5 mm0.01 mm你现在浏览的是第五页，共48页(3)读读数数：测测量量时时被被测测物物体体长长度度的的整整数数毫毫米米数数由由固固定定刻刻度度读出，小数部分由读出，小数
4、部分由 读出读出测测量量值值(mm)(mm)(注注意意半半毫毫米米刻刻度度线线是是否否露出露出)(估读一位估读一位)0.01(mm)如如图图所所示示，固固定定刻刻度度示示数数为为 ，不不足足半半毫毫米米而而从从可可动动刻刻度度上上读读的的示示数数为为 ，最最后后的的读读数数为为：.可动刻度可动刻度固定刻度数固定刻度数可动刻度数可动刻度数2.0 mm15.02.0 mm15.00.01 mm2.150 mm你现在浏览的是第六页，共48页2游标卡尺游标卡尺(如图如图)你现在浏览的是第七页，共48页(1)构构造造：主主尺尺、游游标标尺尺(主主尺尺和和游游标标尺尺上上各各有有一一个个内内外外测测量量爪
5、爪)、游游标标尺尺上上还还有有一一个个深深度度尺尺，尺尺身身上上还还有有一一个个紧紧固固螺螺钉钉(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径(3)原原理理：利利用用主主尺尺的的最最小小分分度度与与游游标标尺尺的的最最小小分分度度的的差差值值制制成成不不管管游游标标尺尺上上有有多多少少个个小小等等分分刻刻度度，它它的的刻刻度度部部分分的的总总长长度度比比主主尺尺上上的的同同样样多多的的小小等等分分刻刻度度少少1 mm.常常见见的的游游标标卡卡尺尺的的游游标标尺尺上上小小等等分分刻刻度度有有10个个的的、20个个的的、50个个的的，见见下表：下表：刻度格数刻度
6、格数(分度分度)刻度总长度刻度总长度每小格与每小格与1 mm的差值的差值精确度精确度(可准确到可准确到)109 mm mm mm2019 mm mm mm5049 mm mm mm0.10.050.020.10.050.02你现在浏览的是第八页，共48页(4)读数：若用读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为结果表达为(xK精确度精确度)mm.你现在浏览的是第九页，共48页3伏安法测电阻伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较电流表的
7、内接法和外接法的比较你现在浏览的是第十页，共48页RxRA 你现在浏览的是第十一页，共48页内接法内接法外接法外接法适用条件适用条件RA RxRV Rx适用于测量适用于测量大阻值电阻大阻值电阻小阻值电阻小阻值电阻你现在浏览的是第十二页，共48页外接法外接法 内接法内接法 你现在浏览的是第十三页，共48页实验试探法：按图接好电路，让实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱电压表一根接线柱P先后与先后与a、b处接触处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，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，则可采用电而电流表的示数变化不大，则可采用电流表流表 ；如果电流表的示数有较；如
8、果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表则可采用电流表 外接法外接法内接法内接法你现在浏览的是第十四页，共48页你现在浏览的是第十五页，共48页三、实验器材三、实验器材 ，直直流流电电流流表表和和直直流流电电压压表表，滑滑动动变变阻阻器器(阻阻值值范范围围050)、电电池池组组、开开关关、被被测测金金属属丝丝、导线若干导线若干毫米刻度尺毫米刻度尺螺旋测微器螺旋测微器你现在浏览的是第十六页，共48页你现在浏览的是第十七页，共48页(3)长长度度测测量量：用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量接接入入电电路路中中的的被被测测金金属属导线的有效长
9、度，反复测量导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值次，求出其平均值l.(4)U、I测测量量：把把滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动片片调调节节到到使使接接入入电电路路中中的的电电阻阻值值最最大大的的位位置置，电电路路经经检检查查确确认认无无误误后后，闭闭合合开开关关S，改改变变滑滑动动变变阻阻器器滑滑动动片片的的位位置置，读读出出几几组组相相应应的的电电流流表表、电电压压表表的的示示数数I和和U的的值值，填填入入记记录录表表格格内内，断断开开开开关关S，求求出出导线电阻导线电阻Rx的平均值的平均值(5)拆除电路，整理好实验器材拆除电路，整理好实验器材你现在浏览的是第十八页，共48页你现在浏览
10、的是第十九页，共48页你现在浏览的是第二十页，共48页 某某实实验验小小组组利利用用实实验验室室提提供供的的器器材材探探究究一一种种金金属属丝丝的的电电阻阻率率，所所用用器器材材包包括括：输输出出电电压压为为3 V的的直直流流稳稳压压电电源源、电电流流表表、待待测测金金属属丝丝、螺螺旋旋测测微微器器(千千分分尺尺)、米米尺尺、电电阻阻箱箱、开关和导线等开关和导线等(1)他他们们截截取取了了一一段段金金属属丝丝，拉拉直直后后固固定定在在绝绝缘缘的的米米尺尺上上，并并在在金金属属丝丝上上夹夹一一个个小小金金属属夹夹，金金属属夹夹可可在在金金属属丝丝上上移移动动请请根根据据现现有有器器材材，设设计计
11、实实验验电电路路，并并连连接接电电路路实实物物图图(如如图图甲甲)你现在浏览的是第二十一页，共48页你现在浏览的是第二十二页，共48页你现在浏览的是第二十三页，共48页(2)实验的主要步骤如下：实验的主要步骤如下：正正确确连连接接电电路路，设设定定电电阻阻箱箱的的阻阻值值，开开启启电电源源，合合上上开关；开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，断开开关，_，合上开关，重复，合上开关，重复的操作的操作你现在浏览的是第二十四页，共48页(3)该该小小组组测测得得电电流流与与金金属属丝丝接接入入长长度度关关系系的的数数据据，并并据据此此绘绘出出了了图图
12、乙乙的的关关系系图图线线，其其斜斜率率为为_A1m1(保保留留三三位位有有效效数数字字)；图图线线纵纵轴轴截截距距与与电电源源电电动动势势的的乘乘积积代代表表了了_的电阻之和的电阻之和(4)他他们们使使用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量金金属属丝丝的的直直径径，示示数数如如图图丙丙所所示示金金属属丝丝的的直直径径是是_图图乙乙中中图图线线的的斜斜率率、电电源源电电动动势势和和金金属属丝丝横横截截面面积积的的乘乘积积代代表表的的物物理理量量是是_，其其数值和单位为数值和单位为_(保留三位有效数字保留三位有效数字)你现在浏览的是第二十五页，共48页【规范解答规范解答】(1)实物图连接如图实物图连接如
13、图你现在浏览的是第二十六页，共48页你现在浏览的是第二十七页，共48页你现在浏览的是第二十八页，共48页你现在浏览的是第二十九页，共48页2注意事项注意事项(1)本本实实验验中中被被测测金金属属导导线线的的电电阻阻值值较较小小，因因此此实实验验电电路路一般采用电流表外接法一般采用电流表外接法(2)实实验验连连线线时时，应应先先从从电电源源的的正正极极出出发发，依依次次将将电电源源、开开关关、电电流流表表、待待测测金金属属导导线线、滑滑动动变变阻阻器器连连成成主主干干线线路路(闭闭合电路合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端你现在浏览的是第三十页
14、，共48页(3)测测量量被被测测金金属属导导线线的的有有效效长长度度，是是指指测测量量待待测测导导线线接接入入电电路路的的两两个个端端点点之之间间的的长长度度，亦亦即即电电压压表表两两端端点点间间的的待待测测导导线线长长度度，测测量量时时应应将将导导线线拉拉直直应应反反复复测测量量三三次次，求求其其平平均值均值(4)测测金金属属丝丝直直径径一一定定要要选选三三个个不不同同部部位位进进行行测测量量，求求其其平均值平均值你现在浏览的是第三十一页，共48页(5)闭闭合合开开关关S之之前前，一一定定要要使使滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片处处在在有有效电阻值最大的位置效电阻值最大的位置(6)在在用用伏
15、伏安安法法测测电电阻阻时时，通通过过待待测测导导线线的的电电流流强强度度I不不宜宜过过大大(电电流流表表用用00.6 A量量程程)，通通电电时时间间不不宜宜过过长长，以以免免金金属属导导线线的的温温度度明明显显升升高高，造造成成其其电电阻阻率率在在实实验验过过程程中中逐逐渐渐增增大大(7)求求R的平均值可用两种方法：第一种是用的平均值可用两种方法：第一种是用RU/I算出算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(UI图线图线)来来求出若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉求出若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能的
16、让各点均匀分布在直线的两侧，大一些，连线时要尽可能的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个别明显偏离较远的点可以不予考虑你现在浏览的是第三十二页，共48页 在在“测测定定金金属属导导体体的的电电阻阻率率”的的实实验验中中，待待测测金金属属导线的电阻导线的电阻Rx约为约为5，实验室备有下列实验器材，实验室备有下列实验器材A电压表电压表V1(量程量程03 V，内阻约为，内阻约为15 k)B电压表电压表V2(量程量程015 V，内阻约为，内阻约为75 k)C电流表电流表A1(量程量程03 A，内阻约为，内阻约为0.2)D电流表电流表A2(量程量程0600 mA，内阻约为，内阻
17、约为11)你现在浏览的是第三十三页，共48页E滑动变阻器滑动变阻器R1(0100，0.6 A)F滑动变阻器滑动变阻器R2(02 000，0.1 A)G电池电池E(电动势为电动势为3 V，内阻约为，内阻约为0.3)H开关开关S，导线若干，导线若干(1)为为减减小小实实验验误误差差，应应选选用用的的实实验验器器材材有有(填填代代号号)_你现在浏览的是第三十四页，共48页(2)为为减减小小实实验验误误差差，应应选选用用图图中中_(填填“a”或或“b”)为为该该实实验验的的电电路路原原理理图图，并并按按所所选选择择的的电电路路原原理理图图把把图中的实物图用导线连接起来图中的实物图用导线连接起来你现在浏
18、览的是第三十五页，共48页(3)若用刻度尺测得金属丝长度为若用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微，用螺旋测微器测得导线的直径及两电表的示数如图所示，则导线的直径器测得导线的直径及两电表的示数如图所示，则导线的直径为为_mm，电阻值为，电阻值为_.你现在浏览的是第三十六页，共48页【思维点拨思维点拨】解答本题要注意：解答本题要注意：(1)理清本实验的实验原理，正确选择电路图理清本实验的实验原理，正确选择电路图(2)弄清实验中出现误差的原因弄清实验中出现误差的原因你现在浏览的是第三十七页，共48页你现在浏览的是第三十八页，共48页【题后总结题后总结】实物连接的方法：实物连接的方法：
19、(1)根据实验电路图，分析各元件连接方式；根据实验电路图，分析各元件连接方式；(2)画画线线连连接接各各元元件件，一一般般先先从从电电源源正正极极开开始始，按按顺顺序序以以单单线线连连接接方方式式将将主主电电路路中中要要串串联联的的元元件件依依次次串串联联起起来来，然然后后再将要并联的元件并联到电路中；再将要并联的元件并联到电路中；(3)电电压压表表应应并并联联，电电流流表表应应串串联联，且且电电流流应应由由正正接接线线柱柱流入，从负接线柱流出；流入，从负接线柱流出；你现在浏览的是第三十九页，共48页(4)滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片的的位位置置应应保保证证电电路路中中用用电电器器安安全全为为
20、原原则，即保证加在用电器两端电压应尽量小；则，即保证加在用电器两端电压应尽量小；(5)连线不能相交，所有连线必须连接到接线柱上连线不能相交，所有连线必须连接到接线柱上你现在浏览的是第四十页，共48页 在在“测测定定金金属属的的电电阻阻率率”的的实实验验中中，需需要要用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测出出被被测测金金属属丝丝的的长长度度l.用用螺螺旋旋测测微微器器测测出出金金属属丝丝的的直直径径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx.(1)请请写写出出测测金金属属丝丝电电阻阻率率的的表表达达式式：_(用用上上述述测量量的字母表示测量量的字母表示)你现在浏览的是第四十
21、一页，共48页(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，毫米刻度尺和若实验中测量金属丝的长度和直径时，毫米刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图螺旋测微器的示数分别如图(甲甲)、(乙乙)所示，则金属丝长度的所示，则金属丝长度的测量值为测量值为l_cm，金属丝直径的测量值为，金属丝直径的测量值为d_mm.你现在浏览的是第四十二页，共48页(3)如图，要用伏安法测量如图，要用伏安法测量Rx的电阻，已知电压表内阻约的电阻，已知电压表内阻约几千欧，电流表内阻约几千欧，电流表内阻约1，若用图，若用图(丙丙)电路，电路，Rx的测量值比的测量值比真实值真实值_(填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)，若，若Rx的阻值约
22、为的阻值约为10，应采用，应采用_(选选“(丙丙)”或或“(丁丁)”)图的电路，误差会比图的电路，误差会比较小较小你现在浏览的是第四十三页，共48页 在探究导体与其影响因素的定量关系的实验中，有如在探究导体与其影响因素的定量关系的实验中，有如下的器材：下的器材：a、b、c、d四条不同的金属导体在长度、横截四条不同的金属导体在长度、横截面积、材料三个因素方面，面积、材料三个因素方面，b、c、d跟跟a相比分别只有一个因相比分别只有一个因素不同，素不同，b与与a长度不同；长度不同；c与与a横截面积不同，横截面积不同，d与与a材料不同，材料不同，还有量程合适的电压表四只、电流表四只为了测出电阻之还有量
23、程合适的电压表四只、电流表四只为了测出电阻之间的关系，有三位同学分别用三种不同的方法进行了实验，间的关系，有三位同学分别用三种不同的方法进行了实验，甲同学用如图甲所示电路进行实验，由于四段导体是串联的，甲同学用如图甲所示电路进行实验，由于四段导体是串联的，每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此用电压表分别测每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此用电压表分别测量量a、b、c、d两端的电压，就得到电阻之比两端的电压，就得到电阻之比你现在浏览的是第四十四页，共48页乙同学用如图乙所示电路进行实验，由于四段导体是并乙同学用如图乙所示电路进行实验，由于四段导体是并联的，每段导体的电流与它们的电阻成反比，
24、因此用电流表联的，每段导体的电流与它们的电阻成反比，因此用电流表分别测量通过分别测量通过a、b、c、d的电流，得到电阻之比的电流，得到电阻之比 甲乙甲乙你现在浏览的是第四十五页，共48页(1)试比较甲、乙同学的测量，试比较甲、乙同学的测量，_的测量误差更小的测量误差更小(2)丙丙同同学学用用甲甲同同学学的的电电路路进进行行测测量量，但但只只用用一一个个电电压压表表分分别别测测量量导导体体a、b、c、d的的电电压压，然然后后比比较较测测得得的的电电压压之之比比就就能能知知道道它它们们的的电电阻阻之之比比，这这样样测测得得的的电电阻阻之之比比的的误误差差比比甲甲同学测得的误差同学测得的误差_(填大
25、、小、或一样大填大、小、或一样大)(3)用逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度的关系，可用逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度的关系，可以得到：以得到：“在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比长度成正比”的结论，请简述其逻辑推理的过程的结论，请简述其逻辑推理的过程 你现在浏览的是第四十六页，共48页解解析析：(1)甲甲同同学学的的测测量量误误差差更更小小，因因为为待待测测电电阻阻值值比比较较小小，比比电电压压表表的的内内阻阻小小得得多多，跟跟电电流流表表的的内内阻阻相相当当，因因此此电电压表引起的误差比电流表引起的误差小得多压表引起的误差比电流表引起的误差小得多(2)甲甲同同学学测测出出的的各各段段导导体体两两端端的的电电压压实实际际是是电电压压表表与与导导体体并并联联电电路路的的电电压压，而而丙丙同同学学用用一一个个电电压压表表分分别别测测量量，由由于于电电压压表表的的内内阻阻远远大大于于导导体体的的电电阻阻，测测出出的的电电压压误误差差很很小小，所所以丙同学测出的误差小以丙同学测出的误差小答案：答案：（1）甲）甲 （2）小）小 (3)见解析见解析你现在浏览的是第四十七页，共48页你现在浏览的是第四十八页，共48页