【物理】2018届一轮复习苏教版第7章实验6决定导体电阻的因素(同时练习使用螺旋测微器)教案 8页

实验六　决定导体电阻的因素 ‎　　(同时练习使用螺旋测微器)‎ ‎● 实验目的 ‎1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法．‎ ‎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，并能测定金属的电阻率．‎ ‎● 实验原理 ‎1．游标卡尺(如图实61所示) ‎ ‎(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．‎ 图实61‎ ‎(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‎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，见下表：‎ 刻度格数(分度)‎ 刻度总长度 每小格与‎1 mm的差值 精确度(可准确到)‎ ‎10‎ ‎9 mm ‎0.1 mm ‎0.1 mm ‎20‎ ‎19 mm ‎0.05 mm ‎0.05 mm ‎50‎ ‎49 mm ‎0.02 mm ‎0.02 mm ‎(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格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm. ‎ ‎2．螺旋测微器 ‎(1)构造：如图实62所示，S为固定刻度，H为可动刻度．‎ 图实62‎ ‎(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为‎0.01 mm.‎ ‎(3)读数：‎ ‎①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，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)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)‎ ‎③如图实63所示，固定刻度示数为‎2.0 mm，不足半毫米，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：‎ 图实63‎ ‎2．‎0 mm＋15.0×‎0.01 mm＝‎2.150 mm.‎ ‎3．电阻率的测定原理 把金属丝接入如图实64所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据Rx＝计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx＝，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝＝.‎ 图实64‎ ‎4．电流表的内接法和外接法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压 U测＝Ux＋UA 电压表分流 I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R测＝＝＝30 Ω，所以应选用电流表内接法．为了减小偶然误差可测量多组电流和电压值，计算电阻的平均值．或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值．‎ ‎【答案】　(1)B　0.410　(2)7、9　断路　(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值．(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)‎ ‎●考向2　实物连图及实验数据的处理 ‎　(2016·浙江高考)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为‎0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表．采用分压电路接线，图实66是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5 Ω.‎ 图实66　　　　　　　　　　图实67‎ ‎(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填a或b)、导线②连接________(填c或d)．‎ ‎(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω.‎ U/V ‎0.40‎ ‎0.80‎ ‎1.20‎ ‎1.60‎ ‎2.00‎ ‎2.40‎ I/A ‎0.09‎ ‎0.19‎ ‎0.27‎ ‎0.35‎ ‎0.44‎ ‎0.53‎ ‎(3)已知图实67中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)．‎ A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接d C．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d ‎【规范解答】　(1)由于实验测量的是一个小电阻，故电流表应外接，因此导线①接a，由于采用分压电路，故导线②应接d.‎ ‎(2)根据实验数据作出R1的伏安特性曲线如图所示，图线的斜率即为电阻R1的大小，由图像可知，R1＝4.6 Ω.‎ ‎(3)设R1的边长为l，厚度为h，电阻率为ρ，根据电阻定律，得R1＝ρ＝，R2的阻值R2＝ρ＝＝R1，故测量R2的电路同测量R1的电路，故选项B正确．‎ ‎【答案】　(1)a　d ‎(2)图象见解析，4.6(4.4～4.7均可)‎ ‎(3)B 实物连图的原则和技巧 ‎1．总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负．‎ ‎2．对限流电路，只需用笔画线当做导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)．‎ ‎3．对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间．(注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处)‎ ‎●考向3　创新实验探究 ‎　某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．‎ ‎(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图实68(a)和(b)所示，长度为________cm，直径为________mm.‎ 图实68‎ ‎(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下：‎ ‎(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；‎ ‎(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω；‎ ‎(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.‎ ‎【规范解答】　(1)游标卡尺的精度为‎0.1 mm，所以L＝(50＋1×0.1) mm＝‎5.01 cm，螺旋测微器的读数为d＝(5＋31.5×0.01) mm＝‎5.315 mm.‎ ‎(2)(a)为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻．‎ ‎(b)为使电路电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大．‎ ‎(3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示．‎ 当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示．‎ 由闭合电路欧姆定律知I＝，当I相同均为I0时，R2＝R圆柱体，所以R圆柱体＝1 280 Ω.‎ ‎【答案】　(1)5.01　5.315　(2)(a)大　(b)大　(3)1 280‎