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物理高三导学案编写人:班级:姓名:使用时间:2015.10导学案6第1页课题:恒定电流第3讲测定金属的电阻率目标:1、掌握伏安法测电阻的原理和方法,电路和器材的选择。2、熟练掌握螺旋测微器的读数。3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。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:金属丝、千分尺、安培表、伏特表、(3伏)电源、(20Ω)滑动变阻器、电键一个、导线几根知识的梳理:知识点一、电路的内接外接(测量电路的比较和选择)待测电阻Rx大小的判断方法:比较RV/Rx和Rx/RA的大小若RV/Rx较小则说明Rx接近电压表内阻,为电阻;Rx/RA较小则说明Rx接近电流表内阻,为电阻例1、用伏安法测电阻,可采用所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5000Ω,电流表内阻为0.5Ω.(1)当测量100Ω左右的电阻时,宜采用________电路,读数分别为5.2V、0.05A,则此电阻的测量值为______Ω,真实值为________Ω.(2)若不知道电表的内阻,乙图示数为2.0V、0.40A,甲图示数为3.0V、0.38A,应采用电流表的接法,Rx的测量值为.知识点二、控制电路比较和选择连接方式电流表内接法电流表外接法电路误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果R测=U/I>Rx,偏大R测=U/I<Rx,偏小适用条件测大电阻测小电阻甲乙物理高三导学案编写人:班级:姓名:使用时间:2015.10导学案6第2页以下三种情况应选用分压接法:①题目中出现“电压从0可调”或“在较大范围内测量电压和电流”;②滑动变阻器的阻值较小(相对于待测电阻);③使用限流接法时,超过用电器或电表的最大电流.例2、某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx,实验要求电表的读数尽可能的准确,且在较大的范围内测量电压及电流,现备有下列器材:A.电流表(量程100μA,内阻约为2kΩ);B.电流表(量程500μA,内阻约为300Ω);C.电压表(量程15V,内阻约为100kΩ);D.电压表(量程50V,内阻约为500kΩ);E.直流电源(20V,允许最大电流1A);F.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定功率1W);H.电键和导线若干。(1)电流表应选,电压表应选,应选用电流表的接法;(2)滑动变阻器应选用接法,应选用;知识点三、螺旋测微器1.构造:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度.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0.5mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5mm,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0.01mm,即螺旋测微器的精确度为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(估读连接方式分压电路限流电路电路图电压范围0~U(变化范围大,且从0开始)RxRx+R0U~U(范围小,且不能从0开始)电能损耗耗能节能物理高三导学案编写人:班级:姓名:使用时间:2015.10导学案6第3页一位)×0.01(mm).例3.如图所示,固定刻度示数为2.0mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:mm.知识点四、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)、游标尺卡上还有一个深度尺.(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少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,其规格见下表:刻度格数(分度)刻度总长度游标尺的最小分度与主尺的最小分度差精确度(可精确到)109mm0.9mm0.1mm0.1mm2019mm0.95mm0.05mm0.05mm5049mm0.98mm0.02mm0.02mm4.读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm.注意:不估读例4.如图所示的游标卡尺,它们的读数依次为________mm、________mm、电阻率的测定原理:(电阻定律和欧姆定律)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,用伏安法测导线的物理高三导学案编写人:班级:姓名:使用时间:2015.10导学案6第4页电阻R,根据电阻定律,金属的电阻率ρ=RS/l=πd2R/4l电阻率的测定的实验步骤:(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甲,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。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Rx再求平均值,设计表格把多次测量的D、l、U、I记下来(5)将测得的Rx、l、d值,代入公式R=ρlS和S=πd24中,计算出金属丝的电阻率.注意事项:(1)先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量.(2)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.(3)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,导致电阻率在实验过程中变大.误差分析(1)本实验采用安培表外接法测金属丝电阻,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。(2)由于金属丝通电后发热,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。自我练习:某同学用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数该球的直径为mm。用游标卡尺测某滑块长读数如图所示,则滑块长=。cm主尺345游标尺0510201520
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