2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)八 測(cè)定金屬的電阻率學(xué)案.doc
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實(shí)驗(yàn)八 測(cè)定金屬的電阻率 板塊一 主干梳理夯實(shí)基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)原理與操作 ◆ 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法。 2.掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的原理及讀數(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。 ◆ 實(shí)驗(yàn)原理 1.游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理及讀數(shù) (1)構(gòu)造 (如圖)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)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： (3)讀數(shù) 若用L0表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，x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)的刻度數(shù)，則其讀數(shù)為L(zhǎng)＝L0＋kx，其中k為精確度。 2.螺旋測(cè)微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù) (1)螺旋測(cè)微器的構(gòu)造 如下圖所示是常用的螺旋測(cè)微器。它的測(cè)砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和可動(dòng)刻度H、測(cè)微螺桿P連在一起，通過(guò)精密螺紋套在S上。 (2)螺旋測(cè)微器的原理 測(cè)微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退0.5 mm，而可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，P前進(jìn)或后退0.01 mm。即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm。讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺。 (3)讀數(shù) 測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出。 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)。 例：如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0 mm＋15.00.01 mm＝2.150 mm。 3.伏安法測(cè)電阻 (1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較 (2)兩種電路的選擇 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。 ②比值法：當(dāng)<時(shí)，用電流表外接法； 當(dāng)>時(shí)，用電流表內(nèi)接法。 ③實(shí)驗(yàn)試探法：按如圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱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。 (3)滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法 (4)儀器選擇的三個(gè)原則 ①安全性原則：通過(guò)電源、電阻、電流表、電壓表等的電流不能超過(guò)其允許的額定電流。 ②精確性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選取精度合適的儀器，以盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差。電壓表、電流表指針的偏角要大于滿偏的三分之一。 ③操作方便：實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)節(jié)方便，易于操作，比如對(duì)滑動(dòng)變阻器，如果是用分壓法連入電路的，應(yīng)選用小量程的滑動(dòng)變阻器。移動(dòng)滑片時(shí)，用電器上電壓接近均勻變化，易于操作，反之，則會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)滑片時(shí)，剛開始時(shí)用電器上的電壓幾乎不變，過(guò)了某位置后又突然增大的現(xiàn)象，不易操作。 4.電阻率的測(cè)定原理 (1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測(cè)金屬絲的電阻，Rx＝，電路原理如圖所示。 (2)用毫米刻度尺測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d，算出橫截面積S＝πd2。 (3)根據(jù)電阻定律R＝ρ，得金屬絲電阻率ρ＝。 ◆ 實(shí)驗(yàn)器材 毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器、直流電流表和直流電壓表、滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～50 Ω)、電池組、開關(guān)、被測(cè)金屬絲、導(dǎo)線若干。 ◆ 實(shí)驗(yàn)步驟 1.求金屬絲橫截面積S：在準(zhǔn)備好的金屬絲上三個(gè)不同位置用螺旋測(cè)微器各測(cè)一次直徑，求出其平均值d，則橫截面積S＝。 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(cè)量接入電路的金屬絲長(zhǎng)度(即有效長(zhǎng)度)，反復(fù)測(cè)量三次，求出平均值l。 3．按照原理圖(如圖所示)連好電路。 4.把滑動(dòng)變阻器調(diào)到接入電路中的電阻值最大的位置，檢查無(wú)誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流值和電壓值記錄在表格中，斷開開關(guān)S，求出金屬絲電阻Rx的平均值。 5.整理儀器。 數(shù)據(jù)處理與分析 ◆ 數(shù)據(jù)處理 1.在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法： (1)第一種是用Rx＝算出各次的數(shù)值，再取平均值。 (2)第二種是用UI圖線的斜率求出。 2.計(jì)算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值，代入電阻率計(jì)算公式ρ＝Rx＝。 ◆ 誤差分析 1.金屬絲直徑、長(zhǎng)度的測(cè)量帶來(lái)誤差。 2.電路中電流表及電壓表對(duì)電阻測(cè)量的影響，因?yàn)殡娏鞅硗饨樱訰測(cè)下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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