小初高试卷教案类
K12小学初中高中 实验:测定金属的电阻率
知识点一 实验器材选择与注意事项
1.(多选)在“探究决定金属丝电阻的因素”的实验中,以下操作中错误的是( )
A.用毫米刻度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的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.在做“测定金属的电阻率”实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属丝的电阻值Rx约为20Ω.一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量,这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能大.他选用的器材为:
电源E:电动势为8V,内阻为1.0Ω;
电流表A:量程为0.6A,内阻约为0.50Ω;
电压表V:量程为10V,内阻约为10kΩ;
滑动变阻器R:最大电阻值为5.0Ω;
开关一个,导线若干.
(1)根据上述条件,测量时电流表应采用 (选填“外接法”或“内接法”).
(2)在下面的虚线框内画出实验电路图.
(3)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,且电流表内阻RA和电压表内阻RV均为已知量,用测量的物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式为Rx= .
知识点二 实验数据处理与误差分析
3.现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ,电阻丝的阻值Rx≈0.5Ω,允许通过的最大电流为0.5A.现提供如下器材:
电流表A(量程0.6A,内阻约0.6Ω) 电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
待测的电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω) 标准电阻R0(阻值5Ω)
滑动变阻器R1(5Ω,2A) 滑动变阻器R2(200Ω,1.5A)
直流电源E(电动势6V) 开关S、导线若干
(1)图LS2-1为四位同学分别设计的“测量部分”的电路,你认为合理的是 .
图LS2-1
精
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实验 测定金属的电阻率
一、螺旋测微器
1.构造
如图所示是常用的螺旋测微器，它的测砧A和固定刻度G固定在框架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G上.
2.原理
精密螺纹的螺距是0.5mm，即K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退0.01mm.因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01mm.用它测量长度，可以精确到 mm，还可以估读到0.001mm(即毫米的千分位)，因此螺旋测微器又称为千分尺.
3.读数方法
先从固定刻度G上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数(注意估读).即有：
测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度.(注意单位为mm)
如图所示，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.5格，最后的读数为：
4.注意事项
(1)测量前须校对零点：先使小砧A与测微螺杆P并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，否则应加以修正.
(2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.
(3)测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K，改用微调旋钮K′，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K′，并拧紧固定旋钮.这样做既可保护仪器，又能保证测量结果的准确性.
二、游标卡尺
1．构造：如图实－1－4所示，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．
1 实验：测定金属的电阻率
[学习目标] 1.进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想.2.掌握螺旋测微器的读数方法.3.掌握测定金属电阻率的实验原理、实验过程及数据处理方法.
一、螺旋测微器的读数原理
1.构造及原理
如图1所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01_mm.
图1
2.使用方法
当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，直到听到“咔、咔”声.
3.读数方法
L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值.
注意：(1)以毫米为单位时，小数点后面要有三位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略.
(2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出.
二、测定金属的电阻率
1.实验原理
(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝UI).电路原理图如图2所示.
2 图2
(2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝πd24).
(3)由电阻定律R＝ρlS，得ρ＝RSl＝πd2R4l＝πd2U4lI，求出电阻率.
2.实验器材
螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器.
3.实验步骤
(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径，并记录.
(2)连电路：按如图2所示的电路图连接实验电路.
(3)量长度：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，重复测量3次，并记录.
实验：测定金属的电阻率
教材分析
本节介绍了高中物理中重要的基本测量仪器——螺旋测微器的使用和读数，它不仅是高考、会考的热点问题，也是学生走上社会必须掌握的一种基本测量工具。本实验是在学生具有的初中知识和实验技能，在高中学习的欧姆定律和电阻定律的基础上进行的，是欧姆定律和电阻定律的加深理解，也是对它们的巩固和应用。通过实验能使学生熟悉常用电学仪器的使用和读数，对学生进一步学习电路的基本知识和掌握电学实验的基本技能都有重要作用，同时也能使学生初步了解电学实验的电路设计和器材的选择。
实验目的：
学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。
实验原理：
用刻度尺测一段金属导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS/L=πd2R/4L
实验器材：
①金属丝②千分尺③安培表④伏特表⑤（3伏）电源⑥（20Ω）滑动变阻器⑦电键一个⑧导线几根
【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。
实验步骤
（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D求出其横截面积S=πD2/4.
（2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L，测三次，求出平均值L。
（3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。 V R A
S E
图1 点拨：为避免接线交叉和正负极性接错，接线顺序应遵循：电源正极→电键（断开状态）→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极，最后将伏特表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路。
（4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I、U值，分别计算电阻R再求平均值，设计表格把多次测量的D、L、U、I记下来。
