1、第七章 恒定电流,选修31,实验七 测定金属丝的电阻率,知识梳理自测,一、实验目的 1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。 2掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。,二、实验原理 1游标卡尺的构造、原理及读数 (1)构造 (如图)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。,(2)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份刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有
2、10个的、20个的、50个的，见下表：,(3)读数 若用L0表示由主尺上读出的整毫米数，x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，则其读数为LL0kx，其中k为精确度。,2螺旋测微器的构造、原理及读数 (1)螺旋测微器的构造 如下图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上。,(2)螺旋测微器的原理 测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm。即螺旋测微器的精确度为
3、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(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)。,3伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较,实验试探法：按如图所示接好电路，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。,(3)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法。,(1)实验步骤
4、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。 接好用伏安法测电阻的实验电路。 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，反复测量三次，求出其平均值l。 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。 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、U的值，记录在表格内。 拆除实验线路，整理好实验器材。,(3)注意事项 先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。 电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。 电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实
5、验过程中变大。,(4)误差分析,核心考点突破,测量仪器、仪表的读数,接03V量程时读数为_V。 接015V量程时读数为_V。 接03A量程时读数为_A。 接00.6A量程时读数为_A。,1.88,9.4,0.82,0.16,(2) a_mm b_mm c_mm d_mm e_mm,0.483,0.532,4.070,5.160,11.14,解题探究：(1)接03V量程时，对应刻度盘上每一小格代表_V，接015V量程时，对应刻度盘上每一小格代表_ V。 (2)接00.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，接03A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_ A。,0.1,0.5,0.02,0.1,解析
6、 (1)刻度盘上每一小格为0.1V，读数为1.88V。 刻度盘上每一小格为0.5V，读数为9.4V。 刻度盘上每一小格为0.1A，读数为0.82A。 刻度盘上每一小格为0.02A，读数为0.16A。 (2)a.0.0148.30.483mm b0.50.013.20.532mm c40.017.04.070mm d50.0116.05.160mm e110.02711.14mm,类题演练 1,60.10,4.20,解析 刻度尺要在最小刻度的末一位再加估读，游标卡尺不估读。杆长即刻度尺读数值为60.10cm，直径即游标卡尺读数4.20mm。,实验原理与数据处理,(1)用游标卡尺测得该材料的长度如
7、图甲所示，示数为L_mm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，示数为D_mm。,30.35,3.205,(2)为了在测量中尽量减小误差，并测多组数据，现给出测量电阻Rx的实验电路，请据此电路图将实验器材连接起来。,解题探究：(1)闭合开关前应将滑片移至最_端(左或右) (2)由题中数据如何计算测量电阻的阻值？,答案 (2)如图所示,类题演练 2,(1)图乙之一是教师实验所用电路图，请根据UI图线及所用实验器材判断出教师测量Rx采用的电路图是_。,C,(2)如图丙是教师测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据第(1)问所选的正确电路图，补充完
8、成实物间的连线。,(3)已知待测金属丝接入电路部分的长度约为1m，用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图丁所示，其读数应为_ mm(该值接近多次测量的平均值)。 (4)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_(填选项前字母)。 A1102m B1103m C1106m D1108m 答案 (2)如解析图所示,0.627(0.6260.629均可),C,解析 (1)因为是采用图象描点法处理数据，所以电表示数要从零开始，所以选择滑动变阻器分压接法；由UI图象知待测电阻Rx4.4，可知Rx所以电流表采用外接法，故选择电路图C； (2)补充完成实物间的连线如图。,实验拓展与创新,(1)
9、用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为_mm； (2)现有如下器材： A电流表(量程0.6A，内阻约0.1) B电流表(量程3A，内阻约0.03) C电压表(量程3V，内阻约3k) D滑动变阻器(1750，0.3A) E滑动变阻器(15，3A) F蓄电池(6V，内阻很小) G开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(只填代号字母),1.1250.001,A,E,(3)请将如图所示的实际测量电路补充完整。,管线的长度L,解题探究：(1)设计电路图时，如何确定电流表是外接还是内接？ (2)求金属管线内形状不规则的中空
10、部分的横截面积的分析思路是什么？,(3)注意量程，接线到柱。连接多量程电流表、电压表时，应注意选择适当的接线柱(即选取合适的量程)，所有导线的连接点都应画在用电器的接线柱上或电源的正、负极上，不应在无接线柱的地方把几条导线相接。 (4)避免交叉，检查无误。所画导线不应交叉，以使连接情况清晰易辨。画好电路实物图后，应对照电路图再检查一遍，以便减小错误。,类题演练 3,C,用螺旋测微器测量样品的厚度L； 选用多用电表的电阻“1k”挡，按正确的操作步骤测此塑料圆柱形容器的电阻，表盘的示数如图乙所示，则该电阻的阻值约为_k；,22,为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下： 电流表A1(量程1mA，内阻约为2)； 电流表A2(量程100A，内阻约为10)； 电压表V1(量程1V，内阻r10k)； 电压表V2(量程15V，内阻约为30k)； 定值电阻R010k； 滑动变阻器R(最大阻值5)； 电源E(电动势约为4V，内阻r约为1)； 开关，导线若干。,为了使测量尽量准确，电压表应选_，电流表应选_。(均填器材代号) (2)根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图。答案 (2)见解析,V1,A2,2年高考模拟,
