2017-2018学年高中物理人教版选修3-1文档：第二章第8讲含答案

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1、第8讲实验:测定金属的电阻率［目标定位］1.进一步掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法.3.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金屈丝的电阻率.一、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Rg»由于金属丝的电阻较小，选择电流表处接法；由于不要求电压必须从0开始调节，所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法.请在方框内画出实验电路原理图.2.用毫米刻度尺测出金属丝的长度1,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积兀d、5(5=—).3.由电阻定律R=pg得P=号="普=,求出电阻率.二、实验器材螺旋测微

2、器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器.三、实验过程■知识梳理1.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录.(2)量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量3次，并记录.(3)连电路：按如图1所示的电路图连接实验电路.图1(1)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路川的电阻值最A的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出儿组相应的电流表、电压表的示数/和〃的值，记入表格内，断开开关S.(2)拆除实验电路，整理好实

3、验器材.1.数据处理电阻朮的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的〃、/值分别由公式斤=7计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结杲.(2)图象法：可建立/一〃坐标系，将测量的从/值描点作出图象，利用图象的避求出电阻丘2.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法.(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最左状态.(3)测量/时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测暈直径d.(4)电流不宜过大(电流表用0〜0.6A量程)，

4、通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化.四、螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法1.螺旋测微器的原理及读数方法(1)构造：如图2所示，〃为固定刻度，F为可动刻度.图2(2)原理：测微螺杆尸与固定刻度〃之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮〃每旋转一周,厂前进或后退0^5mm,而可动刻度F上的刻度为50等份，每转动一小格,厂前进或后退O.Olmnb即螺旋测微器的精确度为•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：①测量时被测物体长度的半毫米数由迴生刻度读出，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

5、半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)X0.01(mm).2.游标卡尺的原理及读数方法（1）构造：主尺、游标尺（主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪）、游标卡尺上还有一个深度尺.（如图3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少lnmi•常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：刻度格数（分度）刻度总长度lmm与每小格的差值精确度（可精确到）109mm0.linni0.lnun20

6、19mm0.05mni0.05mm5049mm0.02mm0.02mm（4）读数；若用x表示从主尺上读出的整亳米数，《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（%+AX精确度）mm.例1在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.图4（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图4所示，其读数应为mm（该值接近多次测量的平均值）.（2）用伏安法测金属丝的电阻几实验所用器材为电池组（电动势3V,内阻约1Q）、电流表（内阻约0.1Q）、电压表（内阻约3kQ）、滑动变阻器*（

7、0〜20Q,额定电流2A）、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下:次数1234567U/N0.100.300.701.001.501.702.307/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量斤是采用图5中的图（选填“甲”或“乙”）.图5（3）图6是测量几的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据（2）所选的电路图，补充完成图屮实物间的连线，并使闭合开关的瞬I'可,（4）这个小组的同学在坐标纸上建立久/坐标系，如图7所示

8、，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标