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1、第3讲 实验七 测定金属的电阻率,5.测定金属的电阻率,1.螺旋测微器 2.游标卡尺,4.伏安法测电阻,电表内阻的测量方法：(1)半偏法(2)伏安法(3)等效替代法,拓展创新实验,抓住五个考点,备选视频展台,3.常用电表的读数,1.考查读数问题,2.伏安法测电阻（或电阻率）,聚焦三个热点,随堂基础演练,3.“替代法”测电阻,第七章 恒定电流备选多媒体展台1.电源内部的能量转化2.类比抽水机体会电源的功能3.利用电势升降图理解闭合电路的电势升降4.用电流表改装电压表5.电流表量程的扩大6.与逻辑电路7.晶体二极管“与”门电路8.或逻辑电路9.晶体二极管“或”门电路10.非逻辑电路,01抓住五个考
2、点,一、螺旋测微器的使用,1螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上,01抓住五个考点,2螺旋测微器的原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺,3读数测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出测量值(mm)固定刻度数(mm)(
3、注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm),温馨提示螺旋测微器需要估读最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位例如如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.,01抓住五个考点,2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径,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，尺身上还有一个紧固螺钉,二、游标卡尺,01抓住五个考点,4.读数：若用x表示由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
4、格数，则记录结果表达为(xK精确度)mm.,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1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：,01抓住五个考点,游标卡尺的读数应注意以下几点：(1)看清精确度 右图示，示数为多少？易错读成1140.1 mm11.40 mm 正确的应为11.4 mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零.右图示，示数为多少？易错读成10120.05 mm10.6 mm，正确的应为10.60 mm.(2)区分零刻度与标尺最前端 右图示，示
5、数为多少？易错读成13100.05 mm13.50 mm 正确读数为14100.05 mm14.50 mm,01抓住五个考点,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
6、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.,三、常用电表的读数,01抓住五个考点,四、伏安法测电阻,电流表、电压表的应用,01抓住五个考点,方法指导,伏安法测电阻的电路选择,01抓住五个考点,根据电阻定律公式知道只要测量出金属导线的长度和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率,【实验目的】,1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及计数方法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，并能测定金属的电阻率,【实验原理】,【实验器材】,被测金属导线,直流电源（4V
7、）,电流表（0-0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(50),开关,导线若干,螺旋测微器,米尺,【实验方法】,伏安法,01抓住五个考点,【实验步骤】,【数据处理】,01抓住五个考点,本栏内容 结束,【注意事项】,(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量；(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法；(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大,【误差分析】,误差来源,若为内接法，电流表分压,若为外接法，电压表分流,长度和直径的测量,图3,图2,02聚焦三个热点,【典例1】(1)如图所
8、示的三把游标卡尺,它们的游标尺自左至右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分,它们的读数依次为_mm，_mm，_mm.,17.7,23.85,3.18,图1,审题视角1.先由主尺上读出整毫米数x.2.再从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数K.3.记录结果表达为：(xK精确度)mm.,17mm+70.1mm=17.7mm,17mm,7格,02聚焦三个热点,(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则金属丝a、b的直径分别为_mm，_mm.,2.150,0.048,审题视角1.测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出2.小数部分由可动刻度读出
9、.3.测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm),2.0mm,15.0,2.0mm+15.00.01mm=2.150mm,?,?,02聚焦三个热点,(3)图甲用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，表针的示数是_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.,图乙使用较小量程时，每小格表示_V，图中指针的示数为_V若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_ V，图中表针指示的是_V.,0.02,0.44,0.1,2.20,1.70,0.1,0.5,8.5,审题视角(1)03 V电压表、03 A电流
10、表读数方法相同，精确度0.1 V或0.1 A，读到小数点后两位(2)0.6 A量程的电流表，精确度0.02 A，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.(3)015 V量程的电压表，精确度0.5 V，读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.,02聚焦三个热点,(4)旋钮式电阻箱如图所示，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208 7，最简单的操作方法是:_若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为:_,1987,019 998,将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0,解析 电阻为1 9
11、87.最简单的操作方法是将“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999 9，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻29 999 19 998.故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为019 998.答案(4)1 987；将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0；019 998,解析/显隐,02聚焦三个热点,【变式跟踪1】完成下列读数(1)电流表量程一般有两种:00.6 A,03 A；电压表量程一般有两种:03 V,015 V如图所示：接03 V量程时读数为_ V.接015 V量程时读数为_ V.接03 A量程时读数为_ A.接00.6 A量程时读数为_
12、A.,1.88,0.16,9.4,0.82,02聚焦三个热点,a_ mmb_ mmc_ mmd_ mme_mm.,(2),0.484,3.578,0.032,5.665,11.14,【典例2】(2012-北京卷21)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.（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，其中某次测量结果如下图所示，其读数应为_mm（该值接近多次测量的平均值）,02聚焦三个热点,解析/显隐,解析(1)固定刻度读数为0，可动刻度读数为39.7，所测长度为0+39.70.01=0.397mm.（结果取0.3950.399均正确）,0.397,0
13、2聚焦三个热点,（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组（电动势为3V、内阻约为1）、电流表（内阻约为0.1）、电压表（内阻约为3k）、滑动变阻器R（020，额定电流为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：由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的_图（选填“甲”或“乙”）.,解析/显隐,甲,审题视角(1)由已知条件判定电流表的内、外接法(2)判定滑动变阻器是分压式还是限流式接法.,02聚焦三个热点,（3）下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据前题图中所选的电路图
14、,补充完成下图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.,审题视角(1)注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉.(2)结合上题结论，应连接成外接分压接法(甲).在连线前断开关，使Rx两端的电压为0.把滑片P置于变阻器的左端.(3)先连电流表外接方式.(4)再连变阻器分压方式,02聚焦三个热点,（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如下图所示，图中已经标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在下图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线.由图线得到金属丝的阻值RX=_（保留两位有效数字）.,审题视角(1)在坐标系中标出2、4、6对应的三个坐标点.
15、(2)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧.第6次测量数据的坐标点误差太大，应舍去.(3)图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx=1.00/0.220=4.5.,4.5,（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为（填选项前的序号）A.110-2 m B.110-3 mC.110-6 m D.110-8 m,02聚焦三个热点,解析/显隐,审题视角(1)系统误差是由于仪器本身不精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的.特点是在多次重做同一实验时，误差总是同样的偏大或偏小.减小系统误差，必须校准测量仪器，改进实验方法，设计在原理上更为完善的实验.(2)偶
16、然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的.总是有时偏大，有时偏小，并且偏大偏小的概率相同.可以多进行几次测量，求出其平均值，这个平均值比一次测得的数值更接近于真实值.,（6）任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_（有多个正确选项）.A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D.用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,02聚焦三个热点,解析(6)用螺旋测微器测量金属丝直径时，由
17、于读数引起的误差属于偶然误差；由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差.答案 C D,解析/显隐,仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压).(2)考虑读数误差因素：一般要求各电表的实际读数不小于其量程的1/3，以减小读数误差(3)仪器选择的一般步骤：首先选择唯一性的器材；粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；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,02聚焦三个热点,【借题发挥】,02聚焦三个热点,控制电路的选
18、择(1)滑动变阻器两种接法的对比,02聚焦三个热点,(2)分压和限流电路的选择原则在下列情况下应选用分压式接法：待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值题中要求待测电阻上电压变化范围大，且要求从零开始连续调节若选用限流式接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流,02聚焦三个热点,点击转 解析,02聚焦三个热点,点击转 例题,【典例3】(2011课标全国卷)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路图中A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节_，使待测表头
19、指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节_，使_，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值,02聚焦三个热点,解析/显隐,R0,标准电流表(或A0),RN,标准电流表(或A0)的读数仍为I,平均值,解析本题为用替代法测未知电流表的内阻，其实验步骤为：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表(或A0)的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节RN，使标准电流表(或A0)的读数仍为I，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的平均值，此即为待测微安表头内
20、阻的测量值答案(1)R0标准电流表(或A0)(2)RN标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值,02聚焦三个热点,点击转 解析,【变式跟踪3】科学实验是人们认识自然的重要手段电学实验中经常需要测量某负载的电阻(1)测电阻的方法有多种，现在有一只标有“220 V,100 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为_.若用多用电表的欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻应_灯泡正常工作时的电阻(填“大于”、“等于”或“小于”)这是因为_(2)请你用下列器材设计一个实验，测定灯泡正常工作时的电阻A220 V交流电源B单刀双掷开关一个C电阻箱一个(0999，额定电流1 A)D交流电流表一个(00.6 A)
21、E导线若干请画出电路原理图,484,小于,灯泡电阻随温度变化而变化，温度越高电阻越大,02聚焦三个热点,本栏内容 结束,点击转 例题,【典例4】某同学要测电压表V1的内阻RV，测量的电路如图a所示，供选择的器材如下：待测电压表V1(03 V，内阻约3 k)；电压表V2(06 V，内阻约6 k)；定值电阻R13 k；定值电阻R230；滑动变阻器R3(01 k，1 A)；滑动变阻器R4(010，2 A)；电源3.0 V，内阻不计；开关一个，导线若干根据上述条件，请你完成下面的实验(1)定值电阻应选_；滑动变阻器应选_(2)根据电路图a，在图b中用实线把实物连成电路；(3)实验过程中的测量步骤为：移
22、动滑动变阻器触头到某一位置，记录V1、V2的读数U1、U2；不断改变滑动变阻器触头的位置，得到一组U1、U2的值，分别以U1、U2为坐标轴建立坐标系，作出相应图线(如图所示)，测得该图线的斜率为k.根据图线的斜率k和选定的定值电阻，写出待测电压表内阻的表达式为RV_.,03拓展创新实验,点击转 解析,R1/(k-1),R1,R4,电表内阻的测量方法,03拓展创新实验,返回例题,本栏内容 结束,预测高考命题视角通过对近几年的高考实验试题的研究发现，高考电学实验试题有三个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进，实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；第三基本仪器的使用是考查的热点，实验的器材选择、实际操作是考查的重点，设计型实验是考查的难点，实验的基本原理和思想方法是考查的核心.视角1 基本仪器的使用及读数（如螺旋测微器、游标卡尺、电压表、电流表及多用电表的读数）视角2 实验仪器的选择、测量电路、控制电路的选择视角3 完善基本操作过程视角4 根据题目给出的实验器材，对实验原理改进，设计新的实验方案,04随堂基础演练,本栏内容 结束,随堂基础演练 答案及解析,见解析,见解析,见解析,见解析,见解析,见解析,
