最新高考物理总复习课件+习题-(30).pptx
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- 最新 高考 物理 复习 课件 习题 30
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1、实验实验8 8测定金属的电阻率测定金属的电阻率知识梳理-2-一、实验目的1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属丝的电阻率。知识梳理-3-二、仪器的使用及基本电路的选择1.螺旋测微器的构造、原理及读数(1)构造下图是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺架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S上。知识梳理-4-(2)原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5 mm,而可动刻度H
2、上的刻度为50等份,每转动一小格,P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。(3)读数如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为2.0 mm+15.00.01 mm=2.150 mm。知识梳理-5-2.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。知识梳理-6-(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
3、长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。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,其读数见下表:知识梳理-7-(4)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线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K精确度)mm。需要注意的是,不管是哪种卡尺,K值均不需要向后估读一位。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+0.050 mm=104.00 mm。知识梳理-8-3.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
4、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)03 V的电压表和03 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015 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。知识梳理-9-4.伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较知识梳理-10-(2)滑动变阻器的限流接法和分压接
5、法的比较 知识梳理-11-若采用限流接法控制电流(或电压)范围不能满足实验要求时,用分压接法。必须选用分压接法的“3种情况”:采用限流接法时,若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或额定电压),则必须选用分压接法。若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化不明显,此时,应改用分压接法。若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压接法。知识梳理-12-三、电阻率的测量原理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
6、面积S。知识梳理-13-四、实验步骤1.直径测定:用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S=。2.电路连接:按如上图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。3.长度测量: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,反复测量3次,求出其平均值l。4.U、I测量:把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S。5.拆去实验线路,整理好实验器材。知识梳理-14-五、数据处理1.在求Rx的平均值时
7、可用两种方法(2)用U-I图线的斜率求出。2.计算电阻率知识梳理-15-六、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。知识梳理-16-七、注意事项1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)
8、,然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。3.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值。4.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。5.闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。知识梳理-17-6.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用00.6 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.采用图像法求Rx的平均值时,在描点的过程中要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地
9、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。知识梳理-18-1.做实验时如何避免金属丝的温度升高过快?提示:电路中电流不宜过大,应小于0.6 A。2.金属丝的长度是在接入电路前测量还是接入电路后测量?提示:接入电路后测量接入电路的实际长度。知识梳理-19-考点一考点二考点三考点四测量仪器、仪表的读数测量仪器、仪表的读数例1(1)某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出图甲中的示数,该金属圆片的直径的测量值为 cm,厚度的测量值为 mm。知识梳理-20-考点一考点二考点三考点四(2)图乙使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数
10、是 A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A。图丙使用较小量程时,每小格表示 V,图中表针的示数为 V。若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示 V,图中表针示数为 V。知识梳理-21-考点一考点二考点三考点四(3)旋钮式电阻箱如图丁所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为。今欲将接入电路的电阻改为2 087,最简单的操作方法是。若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻阻值范围为。解析:(1)游标卡尺的读数,按步骤进行一般不会出错,首先确定游标卡尺的精度为20分度,即0.05 mm,然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数12 mm,再从游标尺上找出对
11、得最齐的一条刻线,精度格数=0.058 mm=0.40 mm,最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据,12.00 mm+0.40 mm=12.40 mm=1.240 cm。螺旋测微器的读数1.5 mm+0.0118.2 mm=1.682 mm。知识梳理-22-考点一考点二考点三考点四(2)使用0.6 A量程时,刻度盘上的每小格为0.02 A,表针示数为0.44 A;当使用3 A量程时,每小格为0.1 A,表针示数为2.20 A。电压表使用3 V量程时,每小格表示0.1 V,表针示数为1.70 V;使用15 V量程时,每小格为0.5 V,表针示数为8.5 V。(3)电阻为1 987。最简
12、单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2,再将“100”旋钮调到0,每个电阻箱的最大阻值是9 999,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是29 999=19 998。故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻阻值范围为019 998。答案:(1)1.2401.682(2)0.020.440.12.200.11.700.58.5(3)1 987将“1 k”旋钮调到2,再将“100”旋钮调到0019 998 知识梳理-23-考点一考点二考点三考点四规律总结游标卡尺的读数技巧游标卡尺的读数方法:“三看”(1)第一看精确度如图甲所示。甲易错读成11 mm+40.1 mm=11.40 mm。正确的应为11.4
13、mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零,也不能随意去零。知识梳理-24-考点一考点二考点三考点四如图乙所示。乙易错读成10 mm+120.05 mm=10.6 mm,正确的应为10.60 mm。(2)第二看游标尺上的0刻度线位置,区分零刻度与标尺最前端。如图丙所示。丙易错读成11 mm+100.05 mm=11.50 mm。正确读数为14 mm+100.05 mm=14.50 mm。知识梳理-25-考点一考点二考点三考点四(3)第三看游标尺的哪条(第K条)刻度线与主尺上的刻度线对齐。知识梳理-26-考点一考点二考点三考点四实验原理与操作实验原理与操作例2某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的
14、电阻率,进行如下实验。(1)首先用多用电表测量电阻,主要实验步骤如下:A.把选择开关扳到“10”的欧姆挡上B.把表笔插入表笔插孔中,先把两根表笔接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上C.把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大D.换用“100”的欧姆挡进行测量,随即记下欧姆数值E.把表笔从表笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF挡,把多用电表放回原处知识梳理-27-考点一考点二考点三考点四改正上述实验的两处操作错误:错误一:;错误二:。(2)分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度l和直径d进行测量,结果如图甲所示,则读数分别是l=mm,d=mm。知识梳理-28
15、-考点一考点二考点三考点四(3)为使实验更准确,再采用“伏安法”进行电阻测量,图乙和图丙中的两个电路方案中,应该选择图。用实验中读取的电压表和电流表的示数U、I和(2)中读取的l、d表示,计算电阻率的表达式为=。解析:(1)偏转角度过大,说明读数偏小,倍率偏大,应换用倍率小的欧姆挡,即换用“1”的欧姆挡;在换挡后,需要重新进行欧姆调零。螺旋测微器的读数为2.5 mm+29.50.01 mm=2.795 mm。(3)因为被测电阻较小,所以需要采用电流表外接法,故选择题图丙方案;知识梳理-29-考点一考点二考点三考点四答案:(1)换用“1”的欧姆挡重新进行欧姆挡调零(2)23.72.795(2.7
16、932.797)知识梳理-30-考点一考点二考点三考点四规律总结1.仪器选择的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材。(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表)。(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。2.实物图连线的基本原则对限流式电路,一般是从电源的正极开始,把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。对分压式电路,应先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来,然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个,依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可。知识梳理-31-考点一考点二考点
17、三考点四数据处理与误差分析数据处理与误差分析例3某同学要测定某金属丝的电阻率,金属丝的电阻大约为5。甲 乙 丙(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径d,读数如图甲所示,则直径d=mm。知识梳理-32-考点一考点二考点三考点四(2)为了测定金属丝的电阻,实验室提供了以下器材:A.电压表:03 V,内阻约为10 k;015 V,内阻约为50 kB.电流表:00.6 A,内阻约为0.5;03 A,内阻约为0.1 C.滑动变阻器:010 D.滑动变阻器:0100 E.两节干电池F.开关及导线若干为多测量几组实验数据,请你用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整,滑动变阻器应选用(填器材前面的字母代号)
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