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1、實驗七：測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)1.實驗?zāi)康?1)掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.(2)掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法.(3)會用伏安法測電阻，進(jìn)一步測定金屬的電阻率.2.實驗原理歐姆定律和電阻定律，用毫米刻度尺測一段金屬絲的長度l，用螺旋測微器測導(dǎo)線的直徑 d，用伏安法測導(dǎo)線的電阻 R，(1)伏安法測電阻電流表的內(nèi)接法和外接法的比較兩種電路的選擇a.阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若 Rx 較小，宜采用電流表外接法；若 Rx 較大，宜采用電流表內(nèi)接法.簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”.b.臨界值計算
2、法：c.實驗試探法：按如圖 S7-1 所示接好電路，讓電壓表一根接線柱 P 先后與 a、b 處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法.圖 S7-1項目限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載 R 上電壓調(diào)節(jié)范圍0UE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負(fù)載 R 上電流調(diào)節(jié)范圍分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合 S 前觸頭位置b 端a 端都是為保護(hù)電路元件(2)分壓法和限流法滑動變阻器兩種接法的對比分壓和限流電路的選擇原則a.若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時
3、，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，此時，則必須選用分壓式電路.b.若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時，應(yīng)用分壓式電路.3.實驗器材電壓表電流表被測金屬絲、毫米刻度尺、螺旋測微器、_、_、直流電源、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線等.4.實驗步驟(1) 用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值 d.圖 S7-2(2)依照電路圖(如圖 S7-2 所示)用導(dǎo)線將器材連好，將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大.(3)用毫米刻度尺測
4、量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的長度，即有效長度，反復(fù)測量 3 次，求出其平均值 l.(4)電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān) S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流值和電壓值，記入記錄表格內(nèi)；斷開開關(guān) S，求出導(dǎo)線電阻 R 的平均值.(5)將測得的 R、l、d 值代入電阻率計算公式計算出金屬導(dǎo)線的電阻率.(6)拆去實驗線路，整理好實驗器材.5.數(shù)據(jù)處理求 R 的平均值可用兩種方法：第一種是用 RU/I 算出各次的測量值，再取平均值；第二種方法是用圖象法(U-I 圖線)來求出.若采用圖象法，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠(yuǎn)
5、的點可以不予考慮.考點 1 螺旋測微器和游標(biāo)卡尺1.螺旋測微器的構(gòu)造及讀數(shù)：(1)螺旋測微器的構(gòu)造：如圖 S7-3 所示是常用的螺旋測微器.它的測砧 A 和固定刻度 B 固定在 U 形框架 F 上.旋鈕 K、微調(diào)旋鈕 K和可動刻度 H、測微螺桿 P 連在一起，通過精密螺紋套在 B 上.圖 S7-3(2)螺旋測微器的原理：測微螺桿 P 與固定刻度 B 之間的精密螺紋的螺距為 0.5 mm，即旋鈕 K 每旋轉(zhuǎn)一周，P 前進(jìn)或后退0.5 mm，可動刻度 H 上的刻度為 50 等份，每轉(zhuǎn)動一小格，P前進(jìn)或后退 0.01 mm，即螺旋測微器的精確度為 0.01 mm.讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此
6、，螺旋測微器又叫千分尺.(3)讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)(或半整數(shù))毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出.測量值(毫米)固定刻度數(shù)(毫米)可動刻度數(shù)(估讀一位)0.01(毫米).固定刻度讀數(shù)：半刻度線露出則固定刻度數(shù)應(yīng)為.5 mm，沒露出則為mm.表示固定刻度水平線下面的刻度數(shù).可動刻度要估讀，小數(shù)點后應(yīng)保留三位有效數(shù)字.2.游標(biāo)卡尺：(1)構(gòu)造：如圖 S7-4 所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘.圖 S7-4(2)用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑.(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成
7、.不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少 1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度分別為 10、20、50 刻度，可準(zhǔn)確到 0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm，如下表所示：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm 的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)讀數(shù)：若用 x 表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K 表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(xK精確度)mm.【典題 1】某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微
8、器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結(jié)果如圖 S7-5 甲和乙所示.該工件的直徑為_cm，高度為_mm.甲乙圖 S7-5解析：20 分度游標(biāo)卡尺的精確度為 0.05 mm，主尺讀數(shù)為12 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為 100.05 mm0.50 mm，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為 12.50 mm1.250 cm.螺旋測微器讀數(shù)：固定刻度讀數(shù)可動刻度讀數(shù)6.5 mm35.00.01 mm6.850 mm.答案：1.2506.850方法技巧：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：“三看”(1)第一看精確度；(2)第二看游標(biāo)尺上的 0 刻度線位置，區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端；(3)第三看游標(biāo)尺的哪條(第 n 條，第 1 條記為0)刻度線與主尺上的刻度線對齊.考點 2內(nèi)接法與外接法的誤差分析甲乙圖 S7-6解析：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點解題.根據(jù)題意知答案：Rx1 大于小于電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測電阻的真實值.題圖甲的測量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1Rx真；題圖乙的測量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大，此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故RVRV
物理實驗七 測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)
