【测金属电阻率】测金属电阻率的电路图
启明中学高效课堂 高二物理 导学案
一、实验目的
1、学会使用游标卡尺的使用方法和读数规则
2、 学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。
二、实验原理 用刻度尺测一段金属导线 的长度,用螺旋测微器测导线的直径,用伏安法测导线的电阻,根据电阻定律,金属的电阻率。
1.游标卡尺
⑴10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出0.1。其。 ⑵20分度的游标卡尺。
⑶50分度的游标卡尺。
要注意:游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的, 所以都不再往下一位估读。
2.螺旋测微器
固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm。
在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时,从固定刻
度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度,所以在最小刻度后应再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值。
(4)使用螺旋测微器应注意以下几点:(结合课本内容自己总结)
2、伏安法测电阻
电路:如果是理想情况,即RA→0,Rv→∞时,两电路测量的数值应该是相同的。
(1)外接法
U侧是Rx两端电压,是准确的,I测是过Rx和总电流,所以偏大。R测偏小,是由于电压表的分流作用造成的。实际测的是Rx与Rv的并联值,随Rv↑,误差将越小。
(2)内接法
I测是过Rx的电流,是准确的,U测是加在Rx与
压作用造成的。
三、实验器材
被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线若干。
(一)、实验步骤
1.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;
2.按图所示的电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路;
3.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,求出其平均值L;
4.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,闭合电键K。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,记入记录表格内,断开电键K。 求出导线电阻R的平均值;
5.将测得R、L、d的值,代入电阻率计算公式中,计算出金属导线的电阻率;
6.拆去实验线路,整理好实验器材。
(二)、实验结论: 上总电压,所以偏大。R测偏大,是由于电流表的分选择方法:Rx>>RA用 ,x
根据电阻定律,得金属的电阻率 ,所以只要先用伏安法测出金属丝电阻,用刻度尺测金属丝长度,用螺旋测微器测金属丝直径,然后代入公式即可。在测电阻时,如果是小电阻,则电流表用外接法;反之,如果电阻较大,则电流表用内接法。由于金属丝电阻一般较小(相对于电压表内阻来说),故做本实验时应采用电流表外接法. 至于滑动变阻器是采用限流式还是分压式,可根据实验所提供的器材及要求而灵活选取. 若无特别要求,一般可用限流式。
1.“测定金属的电阻率”的实验中,以下操作中错误的是 ( )
A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝
接入电路中
B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值
C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值
D.实验中应保持金属丝的温度不变
2.将图实-1-19所示的螺旋测微器的读数写出来.甲.______mm乙.______cm
3.(2008·全国卷Ⅱ)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数,该铜丝的直径为________mm.
4.(1)用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时,示数如图实-1-21所示,则测量结果应该读作________mm.
(2)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图实-1-22所示,此示数为
________mm.
5.(2010·天津模拟)某物理学习小组的两位同学采用
“伏安法”测金属丝的电阻的实验中,根据同一组数
据进行正确描点后,甲、乙两位同学根据自己的理解
各作出一条图线,如图实-1-23甲、乙所示,根据你
对实验的理解,你认为________同学的图线正确,根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字)
6.在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表○V1 (量程0~3 V,内阻约为15 kΩ) B.电压表○V2 (量程0~15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表○A1 (量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω) D.电流表○A2 (量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
E.变阻器R1(0~100 Ω,0.6 A) F.变阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)
G.电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω) H.开关 S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有____________________(填代号).
(2)为减小实验误差,应选用图实-1-24中________[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图,并按所选择的
电路原理图把图实-1-25中的实物图用线连接起来.
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图实-1-26所示,则金属丝的直径为________mm,电阻值为________Ω.
7.(2009·江苏高考)有一根圆台状匀质合金棒如图示,某同学猜测其电阻的大小与该合金
棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω,根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3 Ω、RD=3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd·RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=________.(用ρ、L、d、D表示)
8、知能检测,尝试自测第4题。
8、创新课堂,创新拓展,例3。
9,创新课堂知能检测第10小题。