第七章--实验七--测定金属的电阻率(螺旋测微器课件

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1、一、实验目的一、实验目的1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流掌握电流表、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表和电压表的读数方法2掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率三、实验器材三、实验器材 毫米刻度尺，螺旋测微器，直流电流表和直流电压表，毫米刻度尺，螺旋测微器，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围050)，电池组，开关，被测金属，电池组，开关，被测金属丝，导线若干丝，导线若干四、螺旋测微器的构造、原理及读数四、

2、螺旋测微器的构造、原理及读数1螺旋测微器的构造螺旋测微器的构造如图实如图实72所示是常用的螺旋测微器它的测砧所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固和固定刻度定刻度S固定在尺架固定在尺架F上旋钮上旋钮K、微调旋钮、微调旋钮K和可动刻度和可动刻度H、测微螺杆、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在连在一起，通过精密螺纹套在S上上图实图实722螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理测微螺杆测微螺杆P与固定刻度与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮，即旋钮K每旋转一周，每旋转一周，P前进或后退前进或后退0.5 mm，而可，而可动刻度动刻度H上的刻度为上的刻度为50等份，每转

3、动一小格，等份，每转动一小格，P前进或前进或后退后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺尺3读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读 出，小数部分由可动刻度读出出，小数部分由可动刻度读出测量值测量值(毫米毫米)固定刻度数固定刻度数(毫米毫米)(注意半注意半毫米刻线是否露出毫米刻线是否露出)可动刻度数可动刻度数(估读一估读一位位)0.01(毫米毫米)如图实如图实73所示，固定刻度示数为所示，固定刻

4、度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为数为15.0，最后的读数为：，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.图实图实73五、游标卡尺五、游标卡尺1构造：如图实构造：如图实74所示，主尺、游标尺所示，主尺、游标尺(主尺和游标尺主尺和游标尺上各有一个内外测量爪上各有一个内外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺，尺，游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉身上还有一个紧固螺钉图实图实742用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径用途：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原理：利用

5、主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成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常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有标尺上小等分刻度有10个的、个的、20个的、个的、50个的，见下表：个的，见下表：刻度格数刻度格数(分度分度)刻度总长度刻度总长度每小格与每小格与 的差值的差值精确度精确度(可准确到可准确到)109 9mmmm0 0.1mm.1mm0 0.1mm.1mm201 19mm9mm0 0.05mm.05mm0 0.05mm.05m

6、m504 49mm9mm0 0.0mm.0mm0 0.02mm.02mm4读数：若用读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标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，则记录结果表达为果表达为(xK精确度精确度)mm.六、伏安法测电阻六、伏安法测电阻1电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较内接法内接法外接法外接法电路图电路图误差原因误差原因电流表分压电流表分压U测测UxUA电压表分流电压表分流I测测IxIV2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺将金属丝两端固定在接线柱

7、上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度测量接入电路的金属丝长度(即有效长度即有效长度)，反复测量三，反复测量三次，求出平均值次，求出平均值l.3按照原理图按照原理图(如图实如图实71所示所示)连好用伏安法测电阻的连好用伏安法测电阻的 实验电路实验电路4把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，检把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，检查无误后，闭合开关查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值记录在表格中，断开读出几组相应的电流值和电压值记录在表格中，断开S，求出导线电阻求出导线电阻Rx的平均值的平均值5整理

8、仪器整理仪器九、注意事项九、注意事项1螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用(1)测量前须校对零点：先使测砧测量前须校对零点：先使测砧A与测微螺杆与测微螺杆P并拢，观察并拢，观察可动刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以可动刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，不重合时，用存放在螺旋测微器盒中的工具调节，直不重合时，用存放在螺旋测微器盒中的工具调节，直到完全重合为止到完全重合为止(2)测量时，当测微螺杆测量时，当测微螺杆P将要接触被测物体时，要停上使将要接触被测物体时，要停上使用旋钮用旋钮K，改用微调

9、旋钮，改用微调旋钮K，以避免，以避免P和和被测物体间产生被测物体间产生过大的压力这样，既可以保护仪器，又能保证测量结过大的压力这样，既可以保护仪器，又能保证测量结果准确当听到果准确当听到“咔、咔咔、咔”声后，停止声后，停止转动，即可读转动，即可读数数(3)螺旋测微器应估读一位，即以螺旋测微器应估读一位，即以mm作单位，应读到小数作单位，应读到小数点后面第三位点后面第三位(4)为防止读出的数据出现差错，可在读数前估计大概读数为防止读出的数据出现差错，可在读数前估计大概读数值，若发现最后读数与开始估计数值相差较大，立即检值，若发现最后读数与开始估计数值相差较大，立即检查出错原因，如半毫米刻线是否露

10、出查出错原因，如半毫米刻线是否露出2测定金属的电阻率测定金属的电阻率(1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行，测量待测导线接入电路的两个端点之的情况下进行，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度间的长度(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法外接法(3)开关开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大(4)电流不宜太大电流不宜太大(电流表用

11、电流表用00.6 A量程量程)，通电时间不宜太，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大大(5)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端再把电压表并联在待测金属丝的两端十一、实验改进十一、实验改进 在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻

12、的电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差影响而带来的实验误差1等效替换法等效替换法连接电路如图实连接电路如图实76所示，所示，R为电阻箱，为电阻箱，Rx为待测电阻，为待测电阻，通过调节电阻箱通过调节电阻箱R，使单刀双，使单刀双 图实图实76掷开关掷开关S分别接分别接1和和2时，电流表中的电流示数相同，时，电流表中的电流示数相同，则表明则表明RxR，即可测出，即可测出Rx.2附加电阻法附加电阻法连接电路如图实连接电路如图实77所示，所示，R1为一阻值较大的固定电为一阻值较大的固定电阻，阻，Rx为待测电阻为待测电阻例例1用螺旋测微器测圆柱体的直径用螺旋测微器测圆柱

13、体的直径时，示数如图实时，示数如图实78所示，此示数所示，此示数为为_mm.用游标为用游标为50分度的卡分度的卡尺尺(测量值可准确到测量值可准确到0.02 mm)测定某圆测定某圆 图实图实78柱的直径时，卡尺上的示数如图实柱的直径时，卡尺上的示数如图实79所示，可读出圆所示，可读出圆柱的直径为柱的直径为_mm.仪器的读数仪器的读数图实图实79解析解析螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01 mm，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；游标卡尺读数时应注意精确度、单位，读法为否露出；游标卡尺读数时

14、应注意精确度、单位，读法为主尺读数加游标卡尺读数主尺读数加游标卡尺读数对于图实对于图实78，读数是，读数是(811.60.01)mm8.116 mm，对于图实对于图实79，读数是，读数是(4260.02)mm42.12 mm.答案答案8.11642.12实验电路故障的分析实验电路故障的分析例例2(2010山东高考山东高考)在测定金属电阻率的实验中，某同学在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图实连接电路如图实710所示闭合电键后，发现电路有故所示闭合电键后，发现电路有故障障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：图实图实710(1)若电流表示

15、数为零、电压表示数为若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是，则发生故障的是_(填填“待测金属丝待测金属丝”“”“滑动变阻器滑动变阻器”或或“电键电键”)(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障先将选择开关旋至故障先将选择开关旋至_挡挡(填填“欧姆欧姆100”“100”“直直流电压流电压10 V”或或“直流电流直流电流2.5 mA”)，再将，再将_(填填“红红”或或“黑黑”)表笔固定在表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示接线柱若只有滑动变

16、阻器断路，则多用电表的示数依次是数依次是_、_、_.解析解析若电流表示数为零，电压表示数为若电流表示数为零，电压表示数为E，说明电压表，说明电压表与电源构成闭合回路，发生故障的是待测金属丝利用多用与电源构成闭合回路，发生故障的是待测金属丝利用多用电表检测含电源电路故障，应先将开关旋转至直流电压电表检测含电源电路故障，应先将开关旋转至直流电压10 V挡，再将红表笔固定在电源正极挡，再将红表笔固定在电源正极a接线柱上，若只有滑动变接线柱上，若只有滑动变阻器断路，把另一支表笔接阻器断路，把另一支表笔接b时，多用电表示数为时，多用电表示数为0；把另；把另一支表笔接一支表笔接c时，多用电表示数为时，多用

17、电表示数为E；把另一支表笔接；把另一支表笔接d时，时，多用电表示数为多用电表示数为E.答案答案(1)待测金属丝待测金属丝(2)直流电压直流电压10 V红红0EE实验创新设计实验创新设计例例4有一根圆台状匀质合金棒如图实有一根圆台状匀质合金棒如图实711甲所示，某甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度、长度L和两底和两底面直径面直径d、D有关他进行了如下实验：有关他进行了如下实验：图实图实711(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度和长度L.图乙中图乙中游标卡尺游标卡尺(游标尺上有游标尺上有20个等

18、分刻度个等分刻度)的读数的读数L_cm.(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数相关器材的参数已在图中标出已在图中标出)该合金棒的电阻约为几个欧姆图中有一处该合金棒的电阻约为几个欧姆图中有一处连接不当的导线是连接不当的导线是_(用标注在导线旁的数字表示用标注在导线旁的数字表示)(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R6.72，根据，根据电阻定律计算电阻率为电阻定律计算电阻率为、长为、长为L、直径分别为、直径分别为d和和D的圆柱状的圆柱状合金棒的电阻分别为合金棒的电阻分别为Rd13.3、RD3.38.他

19、发现：在误他发现：在误差允许范围内，电阻差允许范围内，电阻R满足满足R2RdRD，由此推断该圆台状合，由此推断该圆台状合金棒的电阻金棒的电阻R_.(用用、L、d、D表示表示)解析解析(1)首先确定游标卡尺的精度为首先确定游标卡尺的精度为20分度，即为分度，即为0.05 mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度出对的最齐一根刻线，精度格数格数0.058 mm0.40 mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，据，99.00 mm0.40 mm99.40 mm9.940 cm.(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，线的连接使用的是为了减小误差，应用安培表外接法，线的连接使用的是安培表内接法安培表内接法点击此图片进入专题针对训练点击此图片进入专题针对训练