2019春高中物理 第2章 恒定電流 專題 實驗：測定金屬的電阻率（同時練習(xí)使用游標卡尺和螺旋測微器）課件 新人教版選修3-1.ppt

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第二章 恒定電流 專題實驗 測定金屬的電阻率 同時練習(xí)使用游標卡尺和螺旋測微器 課內(nèi)探究 1 測量原理游標卡尺是測量長度的較精密的儀器 它的主要部分由一根主尺和一根游標尺 或稱副尺 構(gòu)成 如圖所示 探究一游標卡尺 主尺的最小分度是1mm 副尺上有10個等分刻度 它們的總長度等于9mm 因此副尺上每一個分度比主尺的最小分度小0 1mm 當(dāng)副尺的零刻度線與主尺的零刻度線對齊時 副尺上的第一條刻線 第二條刻線 依次與主尺的1mm刻線 2mm刻線 分別相差0 1mm 0 2mm 副尺上第十條刻線正好對齊主尺上9mm刻度線 這種游標卡尺可以準確到0 1mm 其他不同準確度的游標卡尺的原理也是一樣的 見表格 2 使用方法 1 校零位 使卡腳并攏 查看游標與主尺零刻線是否對齊 否則加以修正 2 測量 將待測物放在兩測爪之間 注 測一般物長用外測爪 測孔徑等物體內(nèi)部長度時 用內(nèi)測爪 測深槽或深筒時 用游標后的深度尺窄片 移動游標 使測爪剛好與物體接觸即可讀數(shù) 3 讀數(shù) 以游標零刻線位置為準 在主尺上讀取毫米數(shù)L 看游標上第幾條刻線與主尺上的某一刻線對齊 從游標上讀出毫米以下的小數(shù)為K L 式中K為與主尺某刻線對齊的游標第K條刻線 L為游標卡尺的精度 得讀數(shù)為L K L 3 注意事項 1 不管是10分度的游標卡尺 還是20分度 50分度的游標卡尺 在讀數(shù)時均不需要向后估讀一位 2 讀數(shù)時要使視線與尺垂直 避免產(chǎn)生視差 3 使用卡尺時應(yīng)防止撞擊 切不可用游標卡尺量度毛坯 以免損傷測腳 4 測腳必須緊靠工件 用制動螺絲把游標尺固定后再讀數(shù) 1 測量原理螺旋測微器又叫千分尺 它是一種比游標卡尺更精密的測量長度的儀器 如圖所示的是一種常用的螺旋測微器 用它測量長度可以準確到0 01mm 它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上 可動刻度E 旋鈕D 微調(diào)旋鈕D 測微螺桿F是連在一起的 并通過精密螺紋套在B上 精密螺紋的螺距為0 5mm 即D每旋轉(zhuǎn)一周 F前進或者后退0 5mm 可動刻度E上的刻度為50等分 每一小格表示0 01mm 這也就是螺旋測微器的精度 即它可以精確到千分位 故也叫做千分尺 探究二螺旋測微器 2 使用方法 1 校準零位 測量前使測微螺桿F和測砧A并攏 可動刻度E的零刻度與固定刻度B的軸向線應(yīng)在固定刻度的零刻度線處對齊 否則應(yīng)加以修正 2 測量 旋動旋鈕D 將測微螺桿F旋出 把被測的物體放入A F之間的夾縫中 轉(zhuǎn)動D 當(dāng)F將要接觸物體時 再輕輕轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕D 當(dāng)聽到 嗒 嗒 的聲音時 表明待測物剛好被夾住 然后轉(zhuǎn)動鎖緊手柄使F止動 3 讀數(shù) 測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出 小數(shù)部分由可動刻度讀出 測量值 毫米 固定刻度數(shù) 毫米 注意半毫米刻線是否露出 可動刻度數(shù) 估讀一位 0 01 毫米 3 注意事項 1 測量時 當(dāng)F將要接觸被測物體時 要停止使用D 改用D 以避免F和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力 這樣 既可以保護儀器又能保證測量結(jié)果準確 2 讀數(shù)時 要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出 3 讀數(shù)時要準確到0 01mm 估讀到0 001mm 即測量結(jié)果若用mm為單位 則小數(shù)點后面必須保留三位 如在測量中發(fā)現(xiàn)可動刻度中某刻度線正好與固定刻度的水平線對齊 則最后一位讀數(shù)要補上一個零 如某同學(xué)讀出的讀數(shù)為 6 32mm 肯定有效數(shù)字是錯的 正確的應(yīng)讀成6 320mm 探究三測定金屬的電阻率 2 實驗步驟 1 用螺旋測微器在導(dǎo)線的三個不同位置上各測一次 并記錄 2 將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直 用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度l 即有效長度 反復(fù)測量三次 并記錄 3 依照圖中所示的電路圖用導(dǎo)線把器材連好 并把滑動變阻器的阻值調(diào)至最大 4 電路經(jīng)檢查確認無誤后 閉合開關(guān)S 改變滑動變阻器滑動觸頭的位置 讀出幾組相應(yīng)的電流表 電壓表的示數(shù)I和U的值 記入表格內(nèi) 斷開開關(guān)S 5 拆除實驗電路 整理好實驗器材 3 數(shù)據(jù)處理 1 金屬導(dǎo)線直徑的讀數(shù) 特別小心半刻度是否露出 因螺旋測微器的精確度為0 01mm 可動刻度上對齊的格數(shù)需要估讀 所以 若以毫米為單位的話 最后一位應(yīng)出現(xiàn)在小數(shù)點后的第三位上 把三個不同位置的測量值求平均值作為直徑d 2 金屬絲長度的測量 應(yīng)測量接入電路中的有效長度 因為用的是毫米刻度尺 讀數(shù)時要讀到毫米的下一位 別忘記估讀 把3次測量平均值作為長度l 5 注意事項 1 測量導(dǎo)線的長度時應(yīng)當(dāng)測量連入電路的導(dǎo)線的有效長度 而不是金屬絲的總長度 2 由于被測金屬導(dǎo)線的阻值較小 為了減小測量誤差 應(yīng)選用電流表外接法 3 閉合開關(guān)S之前 一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置 4 為準確求出R的平均值 應(yīng)采用U I圖象法求電阻 5 在用伏安法測電阻時 通過待測導(dǎo)線的電流I的值不宜過大 電流表用0 0 6A量程 通電時間不宜過長 以免金屬導(dǎo)線的溫度過高 造成其電阻率在實驗過程中增大 3 204 3 203 3 205 5 015 解題指導(dǎo) 游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù) 不需估讀 螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù) 在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀 解析 螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3mm 可動刻度讀數(shù)為0 01 20 4mm 0 204mm 所以最終讀數(shù)為 3 204mm 需要估讀在范圍3 203 3 205mm都正確 游標卡尺的固定刻度讀數(shù)為5cm 游標讀數(shù)為 0 05 3mm 0 15mm 0 015cm 所以最終讀數(shù)為5 015cm 對點訓(xùn)練1 2018 江西省九江第一中學(xué)高二上學(xué)期期末 1 用游標為10分度的游標卡尺測量一根金屬絲的長度 由圖可知其長度是 mm 2 用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑 其示數(shù)如圖所示 該金屬絲的直徑是 mm 解析 金屬絲的長度 7mm 0 1mm 2 7 2mm 金屬絲的直徑 8 5mm 0 01mm 19 4 8 694mm 7 2 8 694 2 實驗時 用螺旋測微器測量金屬絲的直徑和用米尺測量金屬絲的長度示數(shù)如圖乙所示 電流表 電壓表的讀數(shù)如圖丙所示 由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓U 流過金屬絲的電流I 金屬絲的長度L 金屬絲的直徑d 3 該金屬絲的電阻率是 保留兩位有效數(shù)字 2 20V 0 440A 30 50cm 1 850 10 3m 4 4 10 5 m 解析 1 由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多 因此采用電流表外接法 由于金屬絲的電阻比滑動變阻器的總電阻要小 因此采用限流式接法 為了保證滑動變阻器起限流作用 滑動變阻器應(yīng)該連接 A B C 或 A B D 幾個接線柱 電流表應(yīng)該連接 接線柱和 0 6 接線柱 具體連線見答案 2 由圖可以看出 電壓表的量程是3V 所以讀數(shù)是2 20V 電流表的量程是0 6A 所以讀數(shù)是0 440A 由于螺旋測微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出 因此讀數(shù)是1 850 10 3m 米尺的讀數(shù)是40 50cm 10 00cm 30 50cm 對點訓(xùn)練2 如圖所示 甲圖為一段粗細均勻的圓柱形新型導(dǎo)電材料棒 阻值約為1k 現(xiàn)測量該材料的電阻率 1 在下列器材中選用合適器材用伏安法盡可能精確地測量其電阻 應(yīng)選 填序號 A 電流表A1 量程為10mA 內(nèi)阻約為10 B 電流表A2 量程為3A 內(nèi)阻約為0 1 C 電壓表V1 量程為15V 內(nèi)阻約為30k D 電壓表V2 量程為6V 內(nèi)阻約為15k E 滑動變阻器 最大阻值為20 額定電流1AF 低壓直流電源 電壓6V 內(nèi)阻忽略G 電鍵K 導(dǎo)線若干 ADEFG 2 下圖為實驗電路圖 請將實驗電路圖補充完整 答案 2 如圖所示