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1、测金属电阻率(2)原理:可动刻度E上的刻度为50等份,则螺旋测微器的精确度为0.01mm。(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)。③如图所示,固定刻度示数为2.0mm,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:(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(如图所示)。(2)用途:测量厚度、长度、深
2、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的总长度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其精确度见下表:刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可准确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)读数:若用x表示从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,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm。需要
3、注意的是,不管是哪种卡尺,K值均不需要估读。(5)如图所示,有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,图示的读数为104mm+0.05×0mm=104.00mm。4.电阻率的测定原理:(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻,Rx=,电路原理如图所示。(2)用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度l,用螺旋测微器测得金属丝的直径d,算出横截面积S=(3)根据电阻定律R=,得金属丝电阻率ρ=【实验器材】被测金属丝,直流电源(4V),电流表(0～0.6A),电压表(0～3V),滑动变阻器(50Ω),开关,导线若干
4、,螺旋测微器,毫米刻度尺。【实验过程】1.直径测定:用螺旋测微器(或游标卡尺)在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出金属丝的横截面积S=2.电路连接:按如图所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路。3.长度测量:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l。4.U、I测量:把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片位置,读出几组相应的电流表和电压表示数I和U的值,填入表格中,断开开关S。UI5.拆除实验线路,整理好实验器材。【数据处
5、理】1.求Rx:(1)计算法:用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值。(2)图象法:画出U-I图象,U-I图象的斜率等于Rx。2.计算电阻率:将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式ρ=【误差分析】1.系统误差:(1)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。(2)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。2.偶然误差:(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的,直径的测量是产生误差的主要来源之一。(2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。【注意事项】1.
6、螺旋测微器的使用:(1)测量前应校对零点:使测砧A与测微螺杆P并拢,观察可动刻度零刻线与固定刻度的轴向线是否重合,以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻线是否重合。(2)测量时,当测微螺杆P将要接触被测物体时,要停止使用旋钮K,改用微调旋钮K′,当听到“咔、咔”声时,停止转动,以避免P和被测物体间产生过大的压力。(3)螺旋测微器应估读一位,即以mm作单位,读到小数点后面第三位。2.测定金属的电阻率:(1)测量被测金属导线的有效长度,即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值。(2)闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效阻
7、值最大的位置。(3)电流不宜太大(电流表用0～0.6A量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大。热点一 实验仪器的读数和实验原理【典例1】(2017·鹤壁模拟)在“测定圆柱形材料的电阻率”的实验中,(1)某同学用螺旋测微器测样品直径时,结果如图所示,则该样品的直径为________mm。(2)给样品通电,用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测样品两端的电压和通过样品的电流时读数如图所示,则电流表的读数为________A。(3)用米尺测量样品的长度L=0.810m。利用以上测量数据,可得这种材料的电阻率为________
8、Ω·m(结果保留两位有效数字)。答案:
