课件18张PPT。实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)第二章 恒定电流一、实验目的
1．掌握螺旋测微器原理及读数方法．
2．进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安法测电阻．
3．测定金属的电阻率．实验原理图三、实验器材
螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、电键及导线、被测金属导线．
四、实验步骤
1．用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l,反复测量三次,并记录．
2．用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,并记录.3.依照实验电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大．
4．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，记入记录表格内，断开开关S.
5.拆除实验电路，整理好实验器材．五、数据处理
1．金属导线直径的读数
(1)特别注意半刻度是否露出．
(2)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm，可动刻度上对齐的格数需要估读，所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上．
(3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d.2．金属丝长度的测量
(1)应测量接入电路中的有效长度；
(2)因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位；(别忘记估读)
(3)把3次测量值求平均值作为长度l.
3．电阻R的测量值确定
(1)平均值法：可以将每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果．
(2)图象法：可建立U-I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图象，利用图象斜率来求出电阻值R.六、注意事项
1．为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值．
2．测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变．
3．为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U-I图象法求出电阻．
4．滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求．七、误差分析
1．金属丝直径、长度的测量带来误差．
2．电流表外接法，R测3．通电时间过长，电流过大，导致电阻率发生变化．八、螺旋测微器的构造、原理及读数
1．构造及原理
(1)螺旋测微器是一种测量长度的仪器，又叫千分尺，且它测量长度可以精确到0.01 mm.
(2) 构造：如图所示，把它的测砧A和固定刻度B固定在尺架
C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′、测微螺杆F连在一起，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份,每一等份表示0.01 mm;
每转两周，转过100等份时，前进
或后退的距离正好是1 mm.(3)使用方法：当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，使A、F正好接触待测物．在使用时，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，这样就不至于在F和被测物之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确．
2．读数方法
测量值＝固定刻度B上的整毫米数＋0.5 mm(判断半刻度是否露出，未露出时为0)＋0.01 mm×可动刻度上对齐的格数(估
读)． (2012·高考山东卷)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：Rx(阻值约为4 Ω，额定电流约0.5 A)；
电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；
A2(量程3 A，内阻约为0.05 Ω)；
电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；
E2(电动势12 V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．实验原理和器材的选择(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为___________________________mm.
(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．1.773(1.771～1.775均正确)A1E1[解析] (1)螺旋测微器主尺读数为1.5 mm，螺旋刻度读数为27.3×0.01 mm＝0.273 mm，读数应为：1.5 mm＋0.273 mm＝1.773 mm.
(2)由于待测电阻Rx阻值约为4 Ω，额定电流约为0.5 A，故电流表选A1，电源选E1. 有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方(正方形)内圆，如图所示．此金属材料质量约为0.1 kg～0.2 kg，长约为30 cm，电阻约为10 Ω.已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0.因管线内径太小，无法直接测量，请根据下列提供的实验器材，设计一个实验方案测量其内径d.实物图连接和数据处理A．毫米刻度尺；B.螺旋测微器；C.电流表(600 mA,10 Ω)；D.电流表(3 A,0.1 Ω)；E.电压表(3 V,6 kΩ)；F.滑动变阻器(2 kΩ，0.5 A)；G.滑动变阻器(10 Ω，2 A)；H.直流稳压电源(6 V,0.05 Ω)；I.开关一个，带夹子的导线若干．
(1)除待测金属材料外，应选用的实验器材有___________(只填入代号字母)．
(2)在虚线框中画出你所设计的实验电路图，并把所选仪器连成实物电路图．
[答案] 见解析ABCEGHI(3)用已知的物理常量和所测的物理量，推导出计算金属管
线内径d的表达式：d＝______________.课件18张PPT。实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线第二章 恒定电流一、实验目的
测绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析其变化规律．
二、实验原理
用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，在I－U坐标系中描出各组实验数据对应的点，用平滑的曲线连接起来就得到小灯泡的伏安特性曲线．
三、实验器材
电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导
线、坐标纸、铅笔．四、实验步骤
1．确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，按如图所示的电路原理图连接好实验电路．实验原理图2．把滑动变阻器的滑片调节到a端，电路经检查无误后，闭合开关S.
3．改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关S.
4．拆去实验线路，整理好实验器材．五、数据处理
1．在坐标纸上建立坐标系，坐标所取分度应参考测量数据，比例适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸．
2．连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线．
六、误差分析
1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，则电流表示数偏大．
2．测量时，读数带来误差．
3．在坐标纸上描点、作图带来误差．七、注意事项
1．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑到使灯泡两端电压为零的位置，如实验原理图乙中a端．
2．在增大电压的过程中，要确保不超过小灯泡的额定电压.
4．测绘I-U(U-I)图线时要注意三点：一是标度选取合理．即作出的图象既可以把表中所给出的所有点都标注上，同时又要使图象分布在中央位置上；二是用“·”或“×”标注点；三是用平滑曲线拟合连接各点，误差较大的点可以舍弃． 为研究小灯泡的伏安特性曲线，选用小灯泡额定值为“3.0 V,0.4 A”，实验中除已有仪器：电流表、电压表、开关、导线若干外，还需要________、________.
(1)为使加在小灯泡两端的电压从零开始,能在较大的范围内调节，滑动变阻器应怎样连接？在虚线框内画出相关的电路图.仪器的选择和电路的连接(2)请根据你画的电路图，把图中的实验器材连成符合要求的实验电路．(3)为使读数误差尽可能小,电压表的量程应选用________挡，电流表的量程应选用________挡，为保证实验安全，测量范围不能超过________ V和________ A.
[解析] 还需要的仪器有：低压直流电源和滑动变阻器．
(1)为使加在小灯泡两端的电压从零开始，能在较大的范围内调节，滑动变阻器应采用分压式，电路图如图甲所示．
(2)依据电路图连接实物图如图乙所示．甲乙(3)为使读数误差尽可能小，电压表的量程应选用0～3 V挡，电流表的量程应选用0～0.6 A挡，为保证实验安全，测量范围不能超过3 V和0.4 A.
[答案] 见解析滑动变阻器在电路中往往起调控电压、电流的作用，而最重要的调控连接方式有两种：限流式连接和分压式连接．
(1)两种连接方式的特点(2)两种连接方式的选择原则
①要求回路中的某部分电路的电压从零开始连续变化，必须选择分压接法．
②若采用限流接法，题目所提供的实验仪器，电表的量程或电阻的最大允许电流不够，则选择分压接法．
③滑动变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻时，必须选择分压接法．
④分压、限流接法都可以时，因为限流接法能耗小，优先采用限流接法．即从节能角度分析，两种连接方式“能限流、不分压”． 某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：实验数据处理(1)在下图中画出I-U图线．
[答案]
(2)从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是__________________________．
(3)这表明导体的电阻随温度升高而________．开始不变，后来逐渐变大增大描绘图线时，要用平滑的曲线将各点连接起来，若图线为直线，则画直线的原则有：
(1)使尽量多的点在直线上．
(2)不在直线上的点均匀分布在直线两侧．
(3)远离直线的点舍去．
