高中物理 第三章 磁场 实验 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案VIP免费

实验测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)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．二、实验原理用毫米刻度尺测一段金属导线的长度l，用螺旋测微器测出金属导线的直径d，用伏安法(因金属导线电阻较小，采用外接法)测导线的电阻R，用R＝ρ的变形式ρ＝＝求电阻率．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、开关及导线、被测金属导线．附：螺旋测微器、游标卡尺的使用1．螺旋测微器的构造原理及读数(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S固定在尺架F上．旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上．(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0．5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0．5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0．01mm，即螺旋测微器的精确度为0．01mm．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：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(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2．0mm，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：2．0mm＋15．0×0．01mm＝2．150mm．2．游标卡尺的构造原理和读数(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．(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1mm．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(mm)每小格与1mm的差值(mm)精确度(可精确到)(mm)1090．10．120190．050．0550490．020．02(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．四、实验步骤1．用毫米刻度尺测量接入电路的金属导线长度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．测量次数123平均值金属导线长l/m金属导线直径d/m3．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．测量次数123电阻平均值电压U/V电流I/A电阻Rx/Ω5．拆除实验电路，整理好实验器材．五、数据处理1．电阻R的测量值确定(1)平均值法：可以用每次测量的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．2．电阻率的计算将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属导线的电阻率．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