人教版 (2019)必修第三冊(cè)3 實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量授課ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

實(shí)驗(yàn)原理1．游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)(如圖11.3--1所示)。圖11.3--1
(2)原理：利用主尺的單位刻度(1 mm)與游標(biāo)尺的單位刻度之間固定的微量差值提高測(cè)量精度的。常用的游標(biāo)卡尺有10分度、20分度和50分度三種，其讀數(shù)見下表：
2．練習(xí)使用游標(biāo)卡尺(1)用游標(biāo)卡尺的外測(cè)量爪測(cè)量小鋼球、小圓管的外徑、教科書的厚度等。(2)用游標(biāo)卡尺的內(nèi)測(cè)量爪測(cè)量小圓管的內(nèi)徑、槽的寬度等。
3．螺旋測(cè)微器(1)構(gòu)造：如圖11.3--2所示，螺旋測(cè)微器的測(cè)砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的；可動(dòng)刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′是與測(cè)微螺桿F連在一起的，通過精密螺紋套在B上。圖11.3--2
(3)讀數(shù)①測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動(dòng)刻度讀出。②測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)。③如圖11.3--3所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。圖11.3--3
4．練習(xí)使用螺旋測(cè)微器(1)測(cè)量A4紙的厚度。(2)測(cè)量頭發(fā)絲的直徑。5．電阻率的測(cè)量原理
實(shí)驗(yàn)器材毫米刻度尺，螺旋測(cè)微器或游標(biāo)卡尺，直流電流表和直流電壓表，滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～50 Ω)，電池組，開關(guān)，被測(cè)金屬絲，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟1．測(cè)直徑：用螺旋測(cè)微器或游標(biāo)卡尺在金屬絲的三個(gè)不同位置上各測(cè)一次，并記錄數(shù)據(jù)。2．測(cè)長(zhǎng)度：將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直，用毫米刻度尺測(cè)量接入電路的金屬絲長(zhǎng)度l(即有效長(zhǎng)度)，反復(fù)測(cè)量三次，并記錄。
3．連電路：依照電路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至并聯(lián)電路部分的電壓為零處。4．測(cè)U、I：電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S。改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S。5．整理：拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。
數(shù)據(jù)處理1．金屬絲直徑的讀數(shù)：(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，電阻絲應(yīng)置于外測(cè)量爪的平面處。(2)利用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲直徑，讀數(shù)時(shí)應(yīng)特別小心半毫米刻度線是否露出。(3)因螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm，可動(dòng)刻度上對(duì)齊的格數(shù)需要估讀。所以，若以毫米為單位的話，最后一位應(yīng)出現(xiàn)在小數(shù)點(diǎn)后的第三位上。(4)把三個(gè)不同位置的測(cè)量值求平均值作為直徑d。
2．金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量：(1)應(yīng)測(cè)量接入電路中的有效長(zhǎng)度。(2)因?yàn)橛玫氖呛撩卓潭瘸?，讀數(shù)時(shí)要讀到毫米的下一位(別忘記估讀)。(3)把三次測(cè)量值求平均值作為長(zhǎng)度l。3．電阻R的測(cè)量值的確定：方法一：平均值法可以將每次測(cè)量的U、I分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值，作為測(cè)量結(jié)果。方法二：圖像法可建立U--I坐標(biāo)系，將測(cè)量的對(duì)應(yīng)U--I值描點(diǎn)作出圖像，利用圖像斜率求出電阻值R。
注意事項(xiàng)1．為了方便，應(yīng)在金屬導(dǎo)線連入電路前測(cè)導(dǎo)線直徑，為了準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)量拉直懸空的連入電路的導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，且各測(cè)量三次，取平均值。2．測(cè)量電路應(yīng)選用電流表外接法，且測(cè)電阻時(shí)，電流不宜過大，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，因?yàn)殡娮杪孰S溫度而改變。3．為準(zhǔn)確求出R的平均值，應(yīng)多測(cè)幾組U、I數(shù)值，然后采用U-I圖像法求出電阻。
[解析]　(1)20分度的游標(biāo)卡尺精確度為0.05 mm，游標(biāo)尺上第3格與主尺上的刻度線對(duì)齊，示數(shù)為0.05×3 mm＝0.15 mm，故長(zhǎng)度為50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm。(2)螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)為4.5 mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為20.0×0.01 mm＝0.200 mm，故直徑為4.5 mm＋0.200 mm＝4.700 mm。[答案]　(1)50.15　(2)4.700
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1．某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量一圓柱體的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的直徑d，示數(shù)如圖11.3--7甲、乙所示。圖11.3--7由圖可讀出l＝________cm，d＝________mm。
解析：游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為2.2 cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為5×0.1 mm＝0.5 mm＝0.05 cm，故l＝2.2 cm＋0.05 cm＝2.25 cm；螺旋測(cè)微器的半毫米刻度線已露出，所以固定刻度為6.5 mm，再讀出可動(dòng)刻度上的格數(shù)(估讀一位)×0.01 mm，讀數(shù)為6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm。答案：2.25　6.860
A．直流電源(輸出電壓為3 V)B．電流表A(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.125 Ω)C．電壓表V(量程0～3 V，內(nèi)阻3 kΩ)D．滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 Ω)E．開關(guān)、導(dǎo)線等(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為________mm。(2)根據(jù)所提供的器材，在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。(3)若根據(jù)伏安法測(cè)出金屬絲的阻值為Rx＝4.0 Ω，則這種金屬材料的電阻率為________ Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】2．在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測(cè)金屬絲Rx(阻值約4 Ω，額定電流約0.5 A)；電壓表V(量程0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)；電流表A1(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω)；電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻約0.05 Ω)；電源E1(電源電壓為3 V，內(nèi)阻不計(jì))；電源E2(電源電壓為12 V，內(nèi)阻不計(jì))；滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約20 Ω)；
螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線。圖11.3--9(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖11.3--9所示，讀數(shù)為______mm。(2)若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選________，電源應(yīng)選________。(均填器材代號(hào))
解析：(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為1.5 mm＋27.4×0.01 mm＝1.774 mm。(2)在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，為使測(cè)量結(jié)果盡量精確，則電流表、電壓表指針需達(dá)到半偏以上，所以電流表選A1，電源選E1。電路原理圖如圖所示。答案：(1)1.774(1.773～1.775均可)(2)A1　E1　見解析圖
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