第七章恒定電流實驗一測定金屬的電阻率(同時(tóngshí)練習(xí)使用螺旋測微器)第一頁，共29頁?！緦嶒?zāi)康摹?.掌握(zhǎngwò)螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法。2.掌握(zhǎngwò)電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法。3.會用伏安法測電阻，并能測定金屬的電阻率。第二頁，共29頁。一、螺旋(luóxuán)測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)(2)原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周(yīzhōu)，F(xiàn)前進或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進或后退0.01mm。即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。1構(gòu)造：小砧A和固定(gùdìng)刻度B固定(gùdìng)在框架C上旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B上。(3)讀數(shù)：測量值=固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)+可動刻度數(shù)(估一位)×0.01(毫米)第三頁，共29頁。（3）讀數(shù)方法：①測量時被測物體長度的半毫米(háomǐ)數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米(háomǐ)部分由可動刻度讀出，可由可動刻度零刻線與軸線的位置關(guān)系判斷：零刻度在下則已經(jīng)露出。②如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm。第四頁，共29頁。2．游標(biāo)卡尺（1）構(gòu)造(gòuzào)：（2）用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。3）原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的。第五頁，共29頁。（4）讀數(shù)(dúshù)：第六頁，共29頁。課堂(kètáng)探究第七頁，共29頁。課堂(kètáng)探究第八頁，共29頁。第九頁，共29頁。17.723.853.182.150第十頁，共29頁。二、實驗的原理(yuánlǐ)理由R＝ρL/S得ρ＝RS/L，因此，只要測出金屬絲的長度l，橫截面積S和金屬絲的電阻R，即可求出金屬絲的電阻率ρ.(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻R(R=U/I)．電路原理(yuánlǐ)圖如圖所示．(2)用毫米(háomǐ)刻度尺測量金屬絲的長度l，用螺旋測微器量得金屬絲的直徑，算出橫截面積S.(3)將測量的數(shù)據(jù)代入公式ρ＝RS/L，求得金屬絲的電阻率：=RxS/l=d2U/(4lI)。第十一頁，共29頁。第十二頁，共29頁。第十三頁，共29頁。六、【注意事項】1.螺旋測微器的使用(1)測量前必須校對零點:先使測砧A與測微螺桿(luóɡǎn)P并攏,觀察可動刻度的零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線是否重合。不重合時,用存放在螺旋測微器盒中的工具調(diào)節(jié),直到完全重合為止。(2)測量時,當(dāng)測微螺桿P將要接觸被測物體時,要停止使用旋鈕K,改用微調(diào)旋鈕K′,當(dāng)聽到“咔、咔……”聲后,停止轉(zhuǎn)動,以避免P和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力。這樣既可以保護儀器(yíqì),又能保證測量結(jié)果準(zhǔn)確。(3)螺旋測微器應(yīng)估讀一位，即以mm作單位,應(yīng)讀到小數(shù)點后面第三位。第十四頁，共29頁。2.測定金屬的電阻率(1)測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個(liǎnɡɡè)端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的待測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測量三次，求其平均值．。(2)．測金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個不同部位進行測量，求其平均值．(3)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，故應(yīng)采用電流表外接法。第十五頁，共29頁。(4)開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的阻值要調(diào)到最大。(5)實驗連線時,應(yīng)先從電源的正極出發(fā),依次(yīcì)將開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動變阻器連成干路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端。6．在用伏安法測電阻時，通過待測導(dǎo)線的電流強度I不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸(zhújiàn)增大．7．求R的平均值時可用兩種方法：第一種是用R＝U/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用圖象(U-I圖線)來求出．若采用圖象法，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮．第十六頁，共29頁。第十七頁，共29頁。第十八頁，共29頁?！纠?】某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率，所用(suǒyònɡ)的器材包括：輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等(如圖)。(1)他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動。請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計實驗電路，并連接電路實物圖(如圖)?？键c(kǎodiǎn)1測定金屬電阻率的原理第十九頁，共29頁。(2)實驗的主要步驟如下：①正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；②讀出電流表的示數(shù)，記錄(jìlù)金屬夾的位置；③斷開開關(guān)，________________。合上開關(guān)，重復(fù)②的操作。(3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此給出了如圖中的關(guān)系圖線，其斜率為____A-1·m-1(保留三位有效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了______的電阻之和。第二十頁，共29頁。【答案】(1)如圖甲、乙。(2)③讀出接入電路(diànlù)中的金屬絲的長度(3)1.63電源的內(nèi)阻與電阻箱【解析】本題以創(chuàng)新型實驗的形式考查了電阻率的測量，解答時首先要看明白實驗的原理，對利用圖象獲取信息的能力有較高的要求。依據(jù)實驗器材和實驗?zāi)康臏y量金屬絲的電阻率，電路圖如圖甲所示；電路實物圖如圖乙所示，依據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(r+R0+Rx)，參照題目給出的圖象可得1/I=(r+R0)/E=/(ES)·L，可見(kějiàn)直線的斜率k=/(ES)，可知斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是金屬絲的電阻率，其數(shù)值和單位為1.54×10-7Ω·m；依據(jù)直線可得其斜率為1.63A-1·m-1，截距為(r+R0)/E，則圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積為(r+R0)。第二十一頁，共29頁?？键c二對實驗(shíyàn)操作及實驗(shíyàn)數(shù)據(jù)處理的考查圖14圖150.15525第二十二頁，共29頁。圖16A2R2第二十三頁，共29頁。圖17B第二十四頁，共29頁?！纠?】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖所示的電路，用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系。圖中E為直流電源，K為開關(guān)，K1為單刀雙擲開關(guān)，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動變阻器，Rx為待測稀鹽水溶液液柱。(1)實驗時，閉合(bìhé)K之前將R的滑片P置于____(填“C”或“D”)端；當(dāng)用電流表外接法測量Rx的阻值時，K1應(yīng)置于位置___(填“1”或“2”)。

考點(kǎodiǎn)3實驗拓展創(chuàng)新D1第二十五頁，共29頁。(2)在一定條件下，用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如圖所示(不計由于通電導(dǎo)致的化學(xué)變化)，實驗中Rx的通電面積(miànjī)為20cm2，長度為20cm，用內(nèi)接法測量Rx的阻值是3500Ω，則其電阻率為_____·m，由圖中對應(yīng)曲線_____(填“1”或“2”)可得此時溶液濃度約為__%(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。0.011～0.014間的數(shù)據(jù)(shùjù)351第二十六頁，共29頁?！窘馕觥?1)滑動變阻器是分壓作用，為保護儀表，開始滑片P置于D端，電流表外接法測Rx阻值時，K1應(yīng)置于1位置。(2)由Rx=L/S得，=RxS/L=(3500×20×10-4)/(20×10-2)·m=35·m。因為Rx=3500，這一阻值遠大于電流表內(nèi)阻，而與電壓表內(nèi)阻較接近(jiējìn)，所以選用電流表內(nèi)接法誤差較小，測量較準(zhǔn)確，曲線1對應(yīng)的較準(zhǔn)確，所以曲線1對應(yīng)內(nèi)接法。由曲線1可得此時溶液濃度約為0.012%。第二十七頁，共29頁。2.有一根圓臺狀勻質(zhì)合金棒如圖所示，某同學(xué)猜測其電阻(diànzǔ)的大小與該合金棒的電阻(diànzǔ)率、長度L和兩底面直徑d、D有關(guān)。他進行了如下實驗：(1)測量該合金棒電阻(diànzǔ)的實物電路如圖所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)。該合金棒的電阻(diànzǔ)約為幾個歐姆。圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是______。(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示)⑥第二十八