資源簡(jiǎn)介

(共43張PPT)
第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量
第十一章 電路及其應(yīng)用
物理
學(xué)習(xí)目標(biāo)
①通過(guò)對(duì)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量原理的分析，學(xué)會(huì)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法并會(huì)使用其測(cè)量長(zhǎng)度。
②通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼膶W(xué)習(xí)，明確電路的連接方式，并會(huì)分析不同接法對(duì)應(yīng)的誤差情況。
③通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)步驟，利用伏安法測(cè)電阻,進(jìn)而測(cè)出金屬絲的電阻率。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：
1.游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)。
2.伏安法測(cè)電阻電路的選擇。
難點(diǎn)：
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路和連線實(shí)物電路。
新課引入
現(xiàn)在想知道白紙的厚度和細(xì)銅絲的直徑，該怎么測(cè)量呢？能否用我們的刻度尺完成這些測(cè)量？
講授新課
實(shí)驗(yàn)1 長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用
（一）游標(biāo)卡尺
內(nèi)測(cè)量爪
緊固螺釘
游標(biāo)尺
主尺
深度尺
外測(cè)量爪
1.構(gòu)造：
2.用途:測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、內(nèi)徑、外徑。
3.原理:是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來(lái)提高測(cè)量精度的。
4.精度：不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度,它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同數(shù)量的小等分刻度少1 mm。常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺有10分度、20分度和50分度三種。
刻度格 數(shù)(分度) 刻度總長(zhǎng)度 每小格與1mm的差值 精確度(可準(zhǔn)確到)
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
講授新課
分度：看標(biāo)尺分為多少個(gè)小格，不看數(shù)字。
20分度尺
50分度尺
0
10
標(biāo)尺
主尺
cm
3
2
10分度尺
講授新課
講授新課
5.讀數(shù)
①先讀主尺：
找到標(biāo)尺零刻度的左邊第一根主尺線，讀得2.3cm。
為了方便計(jì)算統(tǒng)一換算為23mm。
0
10
標(biāo)尺
主尺
cm
3
2
講授新課
0
10
標(biāo)尺
主尺
cm
3
2
②再讀標(biāo)尺刻度:
找到標(biāo)尺與主尺對(duì)齊的刻度線前的格數(shù)。
現(xiàn)在讀得第七條對(duì)齊（0刻度線除外），及7個(gè)格
記為：
0.1mm×7=0.7mm
講授新課
③把主尺讀數(shù)與標(biāo)尺讀數(shù)相加：
0
10
標(biāo)尺
主尺
cm
3
2
講授新課
主尺讀數(shù)（mm）+格數(shù)×精度
被測(cè)物體長(zhǎng)度=
找到標(biāo)尺零刻度的左邊第一根主尺線。（單位mm）
找到標(biāo)尺與主尺對(duì)齊的刻度線（0刻度除外）前的格數(shù)。
比如本題標(biāo)尺分為10小格
小結(jié)游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法：
注：①游標(biāo)卡尺不估讀
②讀主尺時(shí)，需讀與游標(biāo)尺0刻線以左的整毫米數(shù)，不要讀成機(jī)械末端。
1.以下是游標(biāo)卡尺,請(qǐng)寫出各自的讀數(shù)。
答案:11.4 mm
答案:22.6 mm
講授新課
講授新課
實(shí)驗(yàn)1 長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用
（二）螺旋測(cè)微器
1.構(gòu)造：
G是鎖緊裝置,螺旋測(cè)微器的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上,可動(dòng)刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D1是與測(cè)微螺桿F連在一起的
A F
C
B E
D D1
G
講授新課
2.原理：
可動(dòng)刻度H上的刻度為50等份，每旋轉(zhuǎn)一周，螺桿前進(jìn)或后退0.5 mm，可動(dòng)刻度每轉(zhuǎn)過(guò)一等份，螺桿前進(jìn)或后退0.01 mm，則螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm。
3.讀數(shù)
測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出。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)。
講授新課
螺旋測(cè)微器的讀數(shù)原理：
固定刻度：
每刻度為1毫米
可動(dòng)刻度
半刻度
軸線
（1）先認(rèn)識(shí)刻度
①先讀固定刻度：
找到可動(dòng)刻度左邊第一根固定刻度線（注意半刻度線有沒(méi)有出來(lái)），讀得6.5mm。
（2）如何讀數(shù)
如果半刻度線沒(méi)有出來(lái)那就是6.0mm。
講授新課
固定刻度：
每刻度為1毫米
可動(dòng)刻度
半刻度
軸線
②再讀可動(dòng)刻度:
找到軸線與可動(dòng)刻度對(duì)齊的地方，讀數(shù)從下面起且要估讀。
現(xiàn)在讀得22.5。
記為：22.5×0.01=0.225mm
講授新課
固定刻度：
每刻度為1毫米
可動(dòng)刻度
半刻度
軸線
③把固定刻度讀數(shù)與可動(dòng)刻度讀數(shù)相加：
6.5mm+0.225mm=6.725mm
講授新課
固定刻度：
每刻度為1毫米
可動(dòng)刻度
半刻度
軸線
固定刻度讀數(shù)（mm）+可動(dòng)刻度讀數(shù)（估讀一位）×0.01mm
被測(cè)物體長(zhǎng)度=
找到固定刻度最靠近可動(dòng)刻度的線（注意半刻度線）（單位mm）
找到軸線與可動(dòng)刻度對(duì)齊的地方，沒(méi)有對(duì)齊的線所以要估讀。（從下面讀起）
小結(jié)螺旋測(cè)微器讀數(shù)方法：
講授新課
以下是螺旋測(cè)微器,請(qǐng)寫出各自的讀數(shù)。
答案:0.482 mm
答案:3.373 mm
答案:0.990 mm
講授新課
講授新課
游標(biāo)卡尺是利用主尺的單位刻度（1mm）與游標(biāo)尺的單位刻度之間固定的微量差值來(lái)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。游標(biāo)尺上標(biāo)的并不刻線的條數(shù)，而是小數(shù)部分讀數(shù)的數(shù)字。如圖所示如果把它兩當(dāng)成10分度的游標(biāo)卡尺那就錯(cuò)了。所以游標(biāo)卡尺的分度值要看游標(biāo)尺上的刻度的條數(shù)。
3.游標(biāo)卡尺的分度
實(shí)驗(yàn)2 金屬絲電阻率的測(cè)量
講授新課
一、伏安法測(cè)電阻
（1）電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”
（2）電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”
A
V
R
A
V
R
注：因?yàn)殡娏鞅怼㈦妷罕矸謩e有分壓、分流作用,因此兩種方法測(cè)量電阻都有誤差。
1.兩種測(cè)量電路
講授新課
電流表示數(shù)
2.誤差分析
①電流表外接法
電壓表示數(shù)
（1）誤差：測(cè)量值偏小
減少誤差的方法：誤差來(lái)源于電壓表的分流，分流越小，誤差越小。測(cè)量小電阻，即情況 下使用
<
A
V
R
講授新課
（2）外接法的真實(shí)值的計(jì)算方法
（1）測(cè)量值的計(jì)算方法：
（2）真實(shí)值的計(jì)算方法：將電流表、電壓表看成電阻(RV已知時(shí))，利用歐姆定律計(jì)算。
A
V
R
講授新課
②電流表內(nèi)接法
電壓表示數(shù)
電流表示數(shù)
（1）誤差：測(cè)量值偏大
減少誤差的方法：誤差來(lái)源于電流表的分壓，分壓越少，誤差越小。測(cè)量大電阻，即 情況下適用。
A
V
R
>
講授新課
（2）內(nèi)接法的真實(shí)值計(jì)算
（1）測(cè)量值的計(jì)算方法：
（2）真實(shí)值的計(jì)算方法：將電流表、電壓表看成電阻（RA已知時(shí)），利用歐姆定律計(jì)算。
A
V
R
講授新課
3.電路選擇
當(dāng)
時(shí)，選用電流表內(nèi)接法。
時(shí)，選用電流表外接法。
當(dāng)
①直接比較法：當(dāng)Ｒx Ｒv時(shí)，采用外接法
　　　　　　　當(dāng)Ｒx ＲA時(shí)，采用內(nèi)接法
②阻值比值法
③臨界值比較法:
當(dāng)Rx<時(shí),用電流表外接法;
當(dāng)Rx>時(shí),用電流表內(nèi)接法。
講授新課
④試探法：
若伏特表示數(shù)有明顯變化，即　　　　　用外接
若安培表示數(shù)有明顯變化，即　　　　　用內(nèi)接
實(shí)驗(yàn)2 金屬絲電阻率的測(cè)量
講授新課
二、 滑動(dòng)變阻器
A
B
D
C
P
A、B是繞在絕緣棒上的電阻絲兩個(gè)端點(diǎn)，C、D是金屬桿的兩個(gè)端點(diǎn)。電阻絲上能夠與滑片P接觸的地方，絕緣漆已被刮去，使滑片P能把金屬桿與電阻絲連接起來(lái)。
滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)
講授新課
此滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電阻值如何變化？
有效電阻
增大
思考
講授新課
滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式
RX
RX
講授新課
分壓接法的優(yōu)點(diǎn)是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大。
限流接法的優(yōu)點(diǎn)是：電路連接簡(jiǎn)便， 附加功率損耗較小。
當(dāng)負(fù)載電阻Rx 較小，變阻器總阻值R 較大(是Rx 的幾倍)時(shí)限流接法對(duì)電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法。
當(dāng)負(fù)載電阻Rx 較大（是R 的幾倍）時(shí)，變阻器總阻值R 較小，限流接法對(duì)電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法。
當(dāng)要求電壓從0變起，一定用分壓接法。
當(dāng)要求電壓變化范圍盡可能大，一定用分壓接法。
分壓接法與限流接法的比較
講授新課
下列情況必須采用分壓式
①若要求負(fù)載的電壓（或電流）從“零”開始變化，或要求“盡量大”的調(diào)節(jié)范圍，測(cè)多組數(shù)據(jù)
②若變阻器的最大值比用電器電阻小許多。
③若用限流法無(wú)法控制電路，如超過(guò)了電表的量程等。
實(shí)驗(yàn)2 金屬絲電阻率的測(cè)量
講授新課
1、實(shí)驗(yàn)原理：由 得 ，只要分別測(cè)出一段金屬絲的電阻R、橫截面積S，及有效長(zhǎng)度L即可。
2、實(shí)驗(yàn)原理圖：
(1)電流表采用內(nèi)接法還是外接法？
(2)滑動(dòng)變阻器采用限流接法還是分壓接法？
三、金屬絲電阻率的測(cè)量
講授新課
3、實(shí)驗(yàn)步驟
(1)用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d。
(2)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值l。
(3)連接電路，運(yùn)用伏安法測(cè)定接入電路中金屬絲的電阻。
(4)將測(cè)得的Rx、l、d 值，代入公式 和 計(jì)算電阻率。
講授新課
4、注意事項(xiàng)：
(1)測(cè)量直徑時(shí)，需要在接入電路的金屬絲三個(gè)不同位置測(cè)量，取平均值。
(2)測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度，注意測(cè)量接入電路的金屬絲長(zhǎng)度，即有效長(zhǎng)度，并且讀數(shù)要注意估讀。
(3)測(cè)量金屬絲電阻時(shí)，注意控制電流不宜太大與通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，避免由于溫度升高引起電阻率變大。
講授新課
5、數(shù)據(jù)處理
導(dǎo)線的橫截面積S=　　　　　(公式)=　　　　　(代入數(shù)據(jù))=　　　　　　m2。
所測(cè)金屬的電阻率ρ=　　　　　　(公式)=　　　　(代入數(shù)據(jù))=　　　Ω·m。
課堂練習(xí)
【例題1】




在做“金屬絲電阻率的測(cè)量”的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要對(duì)金屬絲的電阻進(jìn)行測(cè)量,已知金屬絲的電阻值Rx約為20 Ω。一位同學(xué)用伏安法對(duì)這個(gè)電阻的阻值進(jìn)行了比較精確的測(cè)量,這位同學(xué)想使被測(cè)電阻Rx兩端的電壓變化范圍盡可能大。他可選用的器材有:
直流電源,電壓為8 V;
電流表A(量程0.6 A,內(nèi)阻約為0.50 Ω);
電壓表V(量程10 V,內(nèi)阻約為10 kΩ);
滑動(dòng)變阻器R(最大電阻值為5.0 Ω);
開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)根據(jù)上述條件,測(cè)量時(shí)電流表應(yīng)采用　　　　　。(填“外接法”或“內(nèi)接法”)
(2)在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
(3)若在上述實(shí)驗(yàn)中,電流表的示數(shù)為I,電壓表的示數(shù)為U,且電流表內(nèi)阻RA與電壓表內(nèi)阻RV均為已知量,用測(cè)量物理量和電表內(nèi)阻計(jì)算金屬絲電阻的表達(dá)式Rx=　　　　　。
【變式訓(xùn)練1】
在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法不正確的是（ ）　
A. 電流表采用外接法，將會(huì)使ρ測(cè)＜ρ真
B. 電流表采用外接法，由于電壓表的并聯(lián)引起了電阻絲分壓的減小而引起測(cè)量誤差
C. 由ρ＝ 可知，I、d、U、L中每一個(gè)物理量的測(cè)量都會(huì)引起ρ的誤差
D. 由ρ＝可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性影響最大的是直徑d的測(cè)量
B
課堂練習(xí)
B
課堂練習(xí)
解析:
(1)待測(cè)電阻約為20 Ω,是電流表內(nèi)阻的40倍,但電壓表內(nèi)阻是待測(cè)電阻的500倍,故電阻Rx為小電阻,采用外接法。
(2)因?yàn)橐筊x兩端的電壓變化范圍盡可能的大,所以滑動(dòng)變阻器要采用分壓式,電路圖如圖所示。
課堂小結(jié)
問(wèn)題思考
請(qǐng)靜思，本節(jié)課我們都學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)？還有哪些內(nèi)容是你尚未明白的？（3min）
本節(jié)課學(xué)習(xí)了游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的原理及讀數(shù)方法、測(cè)量金屬電阻率原理等。
完成課本課后習(xí)題和學(xué)案。
布置作業(yè)
謝謝大家

展開更多......

收起↑