2018届第三讲-测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

E R
三、电阻率的测量原理 ������ ������������ 由 R=ρ 得 ρ= ,因此,只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金 ������ ������ 属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ。
1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R= ������ )。电路 原理如图所示。 2.用毫米刻度尺测量金属丝的长度l,用螺旋测微器量得金属丝的 直径,算出横截面积S。 ������������ 3.将测量的数据代入公式ρ= ������ 求金属丝的电阻率。
(5)如图所示,有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm,游标上有20 个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,图示的读数为104 mm+0.05×0 mm=104.00 mm。
3.常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针 指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘 总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。 (1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精 确度是0.1 V或0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。 (2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读 到小数点后面一位,即读到0.1 V。 (3)对于0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读 到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半 0.01 A。
4.伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法 电路图 误差 原因 电阻测 量值 适用条件 适用于 测量 电流表分压 U 测=Ux+U A R 测=Rx+RA>Rx 测量值大于真实值 RA≪Rx 大阻值电阻
外接法

(2)原理:可动刻度E上的刻度为50等份,则螺旋测微器 的精确度为0.01mm。 (3)读数。 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不 足半毫米部分由可动刻度读出。 ②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如图所示,固定刻度示数为2.0mm,而从可动刻度上读 的示数为15.0,最后的读数为2.0mm+15.0×0.01mm =2.150mm。
2.游标卡尺: (1)构造: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(如图所示)。
(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。 (3)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分刻度,它的刻 度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度的总 长度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有 10格的、20格的、50格的,其精确度见下表:
4.电阻率的测定原理:
(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电
阻,Rx=
U I
,电路原理如图所示。
(2)用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度l,用螺
旋测微器测得金属丝的直径d,算出横截面积S= d 2 。
(3)根据电阻定律R=
l S
,得金属丝电阻率ρ=
d
2
4 U
。
4 lI
【实验器材】 被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0～0.6 A),电压 表(0～3 V),滑动变阻器(50Ω),开关,导线若干,螺旋 测微器,毫米刻度尺。
3.伏安法测电阻:电流表内接法和外接法的比较。
电流表内接法
电流表外接法
电路 图

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六、误差分析 1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误 差的主要来源之一。 2.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法, 测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。 3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误 差。 4.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测 量误差。
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4.伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法 电路图 误差 原因 电阻测 量值 适用条件 适用于 测量 电流表分压 U 测=Ux+U A R 测=Rx+RA>Rx 测量值大于真实值 RA≪Rx 大阻值电阻
外接法
电压表分流 I 测=Ix+IV R 测=
R 1+ x R ������
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6.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I不宜过大(电 流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显 升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 ������ 7.求R的平均值时可用两种方法:第一种是用R= ������ 算出各次的测 量值,再取平均值;第二种是用图象(U-I图线)来求出。若采用图象 法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地 让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考 虑。
-25考点一 考点二 考点三 考点四
回答下列问题: (1)实验中滑动变阻器应选 (填“R1”或“R2”),闭合开关S前 应将滑片移至 (填“a”或“b”)端。
-26考点一 考点二 考点三 考点四
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩 余部分的连接。
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图 乙所示,读数为 V。 (4)导线实际长度为 m(保留两位有效数字)。

(2)用伏安法测量金属丝的电阻R.试把
图5中所给的器材连接成测量R的合适
的电路.图中电流表的量程为0～0.6 A，
内阻接近1 Ω，电压表的量程为0～3 V，
图5
内阻为几千欧，电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为
0～20 Ω，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于正确位置.
解析 连电路图时，由于被测金属丝 的电阻值较小，因此应采用电流表外 接法，并且滑动变阻器采取限流式接 法，闭合开关前，滑动变阻器的滑片 应处在最大阻值处. 答案 见解析
第6讲 实验：测定金属的电阻率
目标定位 1.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法.2.学会利用伏安 法测电阻，进一步测出金属的电阻率.
1 预习导学 梳理·识记·点拨 2 课堂讲义 理解·深化·探究 3 对点练习 巩固·应用·反馈
预习导学
梳理·识记·点拨
U
l
1.电阻的定义式R＝__I _，电阻的决定式R＝_ρ_S__，金属的电阻率
ρ随温度的升高而 增大 ，半导体的电阻率随温度升高而__减__小__.
2.滑动变阻器分压、限流电路的选择
(1)下列两种情况必须选择分压式：①待测电阻两端的电压要求
从 0 调节；②滑动变阻器的总阻值比待测电阻 小 得多.
(2)当滑动变阻器阻值与待测电阻 差不多 或比待测电阻稍大，
且不要求电压从0调节，可用限流式接法.
二、螺旋测微器的原理及读数方法 1.构造：如图2所示，B为固定刻度，E为可动刻度.
图2
2. 原 理 ： 测 微 螺 杆 F 与 固 定 刻 度 B 之 间 的 精 密 螺 纹 的 螺 距 为 0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可 动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退 0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.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.