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(新课标)教科版物理选修3-1第2章 学生实验:探究决定导体电阻的因素(测定金属的电阻率)70张PPT

日期:2024-11-01 科目:物理 类型:高中课件 查看:52次 大小:4206482B 来源:二一课件通
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    学生实验:探究决定导体电阻的因素 (测定金属的电阻率) [学习目标] 1.进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想. 2.掌握螺旋测微器的读数方法. 掌握测定金属电阻率的实验原理、实验过程及数据处理方法. 一、测定金属的电阻率 1.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R(R=).电路原理图如图所示. (2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积S(S=). (3)由电阻定律R=ρ,得ρ===,求出电阻率. 2.实验器材 螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器. 3.实验步骤 (1)测直径:用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径,并记录. (2)连电路:按如图所示的电路图连接实验电路. (3)量长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,重复测量3次,并记录. (4)求电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,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,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S. (5)拆除实验电路,整理好实验器材. 4.数据处理 电阻R的数值可用以下两种方法确定: (1)计算法:利用每次测量的U、I值分别计算出电阻,再求出电阻的平均值作为测量结果. (2)图像法:可建立I-U坐标系,将测量的U、I值描点作出图像,利用图像的斜率来求出电阻值R. 5.误差分析 (1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一.(偶然误差) (2)由于采用的是电流表外接法,金属丝电阻的测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小.(系统误差) (3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差. (4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成系统误差. 6.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大状态. (3)测量l时应测接入电路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量直径d. (4)电流不宜过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化. 二、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:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度. (2)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). 如图所示,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:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 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1 mm.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 1 mm与每小格的差值 精确度(可精确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0. ... ...

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