高考物理 核心要點突破系列 第14章第九節(jié)《實驗：測定金屬的電阻率》課件 新人教版選修31

第九節(jié)第九節(jié)實驗：測定金屬的電阻率實驗：測定金屬的電阻率核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第九節(jié)第九節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案目標概覽目標概覽目標概覽目標概覽學(xué)習(xí)目標：學(xué)習(xí)目標：1.鞏固用伏安法測電阻的電路、原理及實驗操鞏固用伏安法測電阻的電路、原理及實驗操作作2學(xué)會螺旋測微器的使用學(xué)會螺旋測微器的使用重點難點：重點難點：1.根據(jù)實際情況正確設(shè)計實驗電路根據(jù)實際情況正確設(shè)計實驗電路2螺旋測微器的讀數(shù)螺旋測微器的讀數(shù)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?學(xué)會使用螺旋測微器，并會讀螺旋測微器的讀數(shù)學(xué)會使用螺旋測微器，并會讀螺旋測微器的讀數(shù)2進一步理解伏安法測電阻的原理及如何減小誤差進一步理解伏安法測電阻的原理及如何減小誤差3間接測定金屬的電阻率間接測定金屬的電阻率圖圖1491由于金屬絲電阻一般較小由于金屬絲電阻一般較小(相對于電壓表內(nèi)阻來說相對于電壓表內(nèi)阻來說)，故實，故實驗時應(yīng)采用電流表外接法至于滑動變阻器是采用限流式驗時應(yīng)采用電流表外接法至于滑動變阻器是采用限流式還是分壓式，可根據(jù)實驗所提供的器材及要求，按照前面還是分壓式，可根據(jù)實驗所提供的器材及要求，按照前面提到的方法靈活選取若無特別要求，一般可用限流式提到的方法靈活選取若無特別要求，一般可用限流式三、實驗器材三、實驗器材待測金屬絲、電壓表、電流表、滑動變阻器、干電池待測金屬絲、電壓表、電流表、滑動變阻器、干電池(2節(jié)節(jié))、開關(guān)、導(dǎo)線若干、毫米刻度尺、螺旋測微器開關(guān)、導(dǎo)線若干、毫米刻度尺、螺旋測微器四、實驗步驟四、實驗步驟1用螺旋測微器在金屬絲上的三個不同位置上各測直徑用螺旋測微器在金屬絲上的三個不同位置上各測直徑一次，求出直徑一次，求出直徑D的平均值的平均值2用米尺測量連入電路的金屬絲的長度三次，求出平均用米尺測量連入電路的金屬絲的長度三次，求出平均值值3依照實驗線路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動變阻器依照實驗線路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動變阻器的滑鍵置于正確的位置的滑鍵置于正確的位置4合上開關(guān)合上開關(guān)5調(diào)節(jié)變阻器，記錄幾組合適的調(diào)節(jié)變阻器，記錄幾組合適的I、U值值6斷開開關(guān)，拆除導(dǎo)線，整理好器材斷開開關(guān)，拆除導(dǎo)線，整理好器材七、注意事項七、注意事項1測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點之間的長度，即電壓表兩并入點間的待入電路的兩個端點之間的長度，即電壓表兩并入點間的待測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直；測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直；2閉合開關(guān)閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置；電阻值最大的位置；3在用伏安法測電阻時，通過待測導(dǎo)線的電流在用伏安法測電阻時，通過待測導(dǎo)線的電流I的值不宜的值不宜過大過大(電流表用電流表用00.6 A量程量程)，通電時間不宜過長，以免，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；金屬導(dǎo)線的溫度過高，造成其電阻率在實驗過程中增大；4求求R的平均值可用兩種方法：第一種是先算出各次的測的平均值可用兩種方法：第一種是先算出各次的測量值，再取平均值，第二種是用圖象量值，再取平均值，第二種是用圖象UI(圖線圖線)的斜率求的斜率求出若采用圖象法，在描點時，要盡量使點間的距離拉大出若采用圖象法，在描點時，要盡量使點間的距離拉大一些，連線時要讓各點均勻分布在直線兩側(cè)，個別明顯偏一些，連線時要讓各點均勻分布在直線兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮離較遠的點可以不予考慮核心要點突破核心要點突破一、在本實驗中，為什么要采用電流表外接？一、在本實驗中，為什么要采用電流表外接？在本實驗中由于所測金屬導(dǎo)線的電阻較小，屬于在本實驗中由于所測金屬導(dǎo)線的電阻較小，屬于RV/RxRx/RA的情況，故應(yīng)采用電流表外接法的情況，故應(yīng)采用電流表外接法二、在本實驗中，滑動變阻器為什么要采用限流式接法？二、在本實驗中，滑動變阻器為什么要采用限流式接法？由于所測金屬導(dǎo)線的電阻一般遠小于滑動變阻器的電阻，由于所測金屬導(dǎo)線的電阻一般遠小于滑動變阻器的電阻，故在本實驗中，滑動變阻器一般應(yīng)采用限流式接法故在本實驗中，滑動變阻器一般應(yīng)采用限流式接法三、螺旋測微器如何讀數(shù)？三、螺旋測微器如何讀數(shù)？1構(gòu)造原理構(gòu)造原理螺旋測微器是測量長度的儀器之一在實驗中常用它測量螺旋測微器是測量長度的儀器之一在實驗中常用它測量小球的直徑、金屬絲的直徑和薄板的厚度等用它測量長小球的直徑、金屬絲的直徑和薄板的厚度等用它測量長度，可以精確到度，可以精確到0.01 mm，還可以估讀到，還可以估讀到0.001 mm(即毫即毫米的千分位米的千分位)，因此螺旋測微器又稱為千分尺，因此螺旋測微器又稱為千分尺圖圖1492所示是常用的螺旋測微器它的小砧所示是常用的螺旋測微器它的小砧A和固定和固定刻度刻度B固定在框架固定在框架C上，旋鈕上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕、微調(diào)旋鈕D和可動刻度和可動刻度E、測微螺桿測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在連在一起，通過精密螺紋套在B上上. 精密螺紋的精密螺紋的螺距是螺距是0.5 mm，即每旋轉(zhuǎn)一周，即每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進或后退前進或后退0.5 mm.可可動刻度分成動刻度分成50等份每一等份表示等份每一等份表示0.01 mm，即可動刻度，即可動刻度每轉(zhuǎn)過每轉(zhuǎn)過1等份，等份，F(xiàn)前進或后退前進或后退0.01 mm，因此，從可動刻度，因此，從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少個等份就知道長度變化了多少個旋轉(zhuǎn)了多少個等份就知道長度變化了多少個0.01 mm.圖圖14922使用方法使用方法(1)找出零誤差測物前將兩小砧并攏，如果可動刻度的零找出零誤差測物前將兩小砧并攏，如果可動刻度的零刻線正好在固定的零刻線上，零誤差為零；如果可動刻度刻線正好在固定的零刻線上，零誤差為零；如果可動刻度的零刻線在固定零刻線之上的零刻線在固定零刻線之上n小格，應(yīng)在讀數(shù)中加上小格，應(yīng)在讀數(shù)中加上0.01n(mm)，反之則減去，反之則減去0.01n(mm)(2)將待測物體放在兩小砧之間，旋動旋鈕直至可動小砧快將待測物體放在兩小砧之間，旋動旋鈕直至可動小砧快靠近被測物體時，改用微調(diào)調(diào)至可動小砧緊靠物體，聽到靠近被測物體時，改用微調(diào)調(diào)至可動小砧緊靠物體，聽到“咔、咔咔、咔”聲后，止動，即可讀數(shù)聲后，止動，即可讀數(shù)(3)待測物體長度的整的毫米數(shù)從固定刻度上讀出，小數(shù)部待測物體長度的整的毫米數(shù)從固定刻度上讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出分由可動刻度讀出特別提醒：特別提醒：固定部分刻度上有固定部分刻度上有0.5 mm的刻線，若其已顯的刻線，若其已顯示出來，應(yīng)在固定刻度讀數(shù)上加上示出來，應(yīng)在固定刻度讀數(shù)上加上0.5 mm.同時要注意用同時要注意用螺旋測微器要在螺旋測微器要在0.01 mm之下再估讀一位，即毫米以下的之下再估讀一位，即毫米以下的讀數(shù)應(yīng)是三位有效數(shù)字如在測量中發(fā)現(xiàn)可動刻度中某刻讀數(shù)應(yīng)是三位有效數(shù)字如在測量中發(fā)現(xiàn)可動刻度中某刻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)為一個零如某同學(xué)讀出的讀數(shù)為“6.32 mm”，肯定有效數(shù)，肯定有效數(shù)字是錯的，正確的應(yīng)讀成字是錯的，正確的應(yīng)讀成6.320 mm.課堂互動講練課堂互動講練圖圖1493用螺旋測微器測量某金屬絲直徑的結(jié)果如圖用螺旋測微器測量某金屬絲直徑的結(jié)果如圖1493所所示該金屬絲的直徑是示該金屬絲的直徑是_mm.螺旋測微器的讀數(shù)與使用螺旋測微器的讀數(shù)與使用【解析解析】d1 mm0.5 mm20.60.01 mm1.706 mm.【答案答案】1.706(1.7041.708均可均可)【點評點評】螺旋測微器的讀數(shù)固定尺上的讀數(shù)可動尺上螺旋測微器的讀數(shù)固定尺上的讀數(shù)可動尺上的讀數(shù)的讀數(shù)精確度在讀數(shù)時一定要注意固定尺上的讀數(shù)問精確度在讀數(shù)時一定要注意固定尺上的讀數(shù)問題，注意是否露出了題，注意是否露出了0.5 mm刻度線，若露出應(yīng)加上刻度線，若露出應(yīng)加上0.5 mm，反之，則不能加上，反之，則不能加上0.5 mm.可動刻度讀數(shù)一定要估可動刻度讀數(shù)一定要估讀一位讀一位 為了測定一根長為了測定一根長200.0 cm，直徑為，直徑為0.220 cm的電的電阻絲的電阻阻絲的電阻(進而測出該電阻絲材料的電阻率進而測出該電阻絲材料的電阻率)，提供的器，提供的器材如下：材如下：(電阻率大約為電阻率大約為1.0104 m)實驗器材的選取實驗器材的選取A電動勢為電動勢為6 V的直流電源；的直流電源；B02 A的電流表；的電流表；C0150 mA的電流表；的電流表；D015 V的電壓表；的電壓表；E05 V的電壓表；的電壓表；F010 的滑動變阻器；的滑動變阻器；G開關(guān)開關(guān)1個，導(dǎo)線若干個，導(dǎo)線若干根據(jù)需要選出所需儀器根據(jù)需要選出所需儀器_【答案答案】ACEFG【點評點評】根據(jù)儀器選取的一般規(guī)律，首先將必須選取且具根據(jù)儀器選取的一般規(guī)律，首先將必須選取且具有唯一性的儀器選好再估算最大電流有唯一性的儀器選好再估算最大電流(壓壓)，選取量程合，選取量程合適的電流表和電壓表滑動變阻器的連接方式應(yīng)參照其實適的電流表和電壓表滑動變阻器的連接方式應(yīng)參照其實驗設(shè)備、儀器特點和要求決定驗設(shè)備、儀器特點和要求決定 在在“測定金屬導(dǎo)體的電阻率測定金屬導(dǎo)體的電阻率”的實驗中，待測金屬的實驗中，待測金屬導(dǎo)線的電阻導(dǎo)線的電阻Rx約為約為5 .實驗室備有下列實驗器材：實驗室備有下列實驗器材：A電壓表電壓表V1(量程量程3 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為15 k)B電壓表電壓表V2(量程量程15 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為75 k)C電流表電流表A1(量程量程3 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.2 )D電流表電流表A2(量程量程600 mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為1 )E變阻器變阻器R1(0100 ，0.8 A)F變阻器變阻器R2(02000 ，0.3 A)G電池電池E(電動勢為電動勢為3 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.3 )H開關(guān)開關(guān)S，導(dǎo)線若干，導(dǎo)線若干對實驗的綜合考查對實驗的綜合考查(1)為提高實驗精確度，減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材為提高實驗精確度，減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有有_(2)為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖1494中中_(填填“甲甲”或或“乙乙”)為該實驗的電路原理圖，并按照選擇的為該實驗的電路原理圖，并按照選擇的電路原理圖把實物圖用導(dǎo)線連接起來電路原理圖把實物圖用導(dǎo)線連接起來圖圖1494(3)若用刻度尺測得金屬絲長度為若用刻度尺測得金屬絲長度為60.00 cm，用螺旋測微，用螺旋測微器測得導(dǎo)線的直徑為器測得導(dǎo)線的直徑為0.635 mm，兩電表的示數(shù)分別如圖，兩電表的示數(shù)分別如圖1495所示，則電阻值為所示，則電阻值為_，電阻率為，電阻率為_圖圖1495【答案答案】(1)ADEGH(2)乙實物連接如圖乙實物連接如圖1496所示所示圖圖1496(3)2.41.27106 m【點評點評】此題易在連接實物圖時失分，在連接實物圖時，此題易在連接實物圖時失分，在連接實物圖時，要注意電表的正負接線柱，須保證流過電表的電流要注意電表的正負接線柱，須保證流過電表的電流“正進正進負出負出”還要注意連線不交叉、連線要接在接線柱上等規(guī)還要注意連線不交叉、連線要接在接線柱上等規(guī)范性要求范性要求