2019-2020版物理同步鲁科选修3-1（课件+刷题练）：第3章　恒定电流 (共14份打包)

第3章　恒定电流 实验1　测定金属的电阻率 一、实验目的 1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法． 2．练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻． 3．测定金属的电阻率． 二、实验原理 1．电阻率的测定原理：由电阻定律R＝ρ可知，金属的电阻率ρ＝R，因此测出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R＝，即可由ρ＝算出金属导线的电阻率． 2．螺旋测微器的原理及应用 (1)结构：如图所示，固定小砧A和固定刻度B固定在尺架上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′、测微螺杆F是连在一起的，通过精密螺纹套在B上． (2)读数原理：精密螺纹的螺距为0.5 mm，即D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，可动刻度E上的刻度为50等份，每一小格表示0.01 mm.因此用它测量长度可以准确到0.01 mm，测量时被测长度的整毫米数或半毫米数(若表示半毫米的刻度线已露出)从固定刻度上读出，小于0.5 mm的部分从可动刻度E读出． (3)读数方法：固定刻度B上的整毫米数＋0.5 mm(判断半毫米刻度线是否露出)＋0.01 mm×对齐格数(估读)． 三、实验器材 毫米刻度尺，螺旋测微器，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)，电池组，开关，被测金属丝，导线若干． 四、实验步骤 1．用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置上各测一次直径，并记录． 2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录． 3．依照图中所示的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．电路经检查无误后，闭合开关S，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的值并记录在表格内，断开开关S. 5．拆去实验线路，整理好实验器材． 五、数据处理 1．根据记录结果，计算出金属丝的直径d和长度l的平均值． 2．根据记录的I、U值，计算出金属丝的平均电阻值R. 3．将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属丝的电阻率． 六、误差分析 1．直径和长度测量的误差：直径和长度测量的误差是偶然误差，应通过多次测量取平均值的方法减小误差． 2．测量电路中电压表、电流表的接法对金属丝电阻测量有影响：此误差是系统误差，为了减小误差应采用电流表外接法，这样 R测<R真，由ρ＝可知：ρ测<ρ真． 3．通过电流过大，时间过长，使金属丝发热导致电阻率变大而引起误差． 七、注意事项 1．用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同的位置各测一次，求其平均值；用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，应反复测量三次，求其平均值． 2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此采用电流表外接法． 3．用伏安法测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验中逐渐增大． 　螺旋测微器的使用与读数 　(2018·福建厦门质检)(1)某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动________使F靠近小球，再转动________使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数(填仪器部件字母符号)． (2)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图乙所示，测量金属板厚度时的示数如图丙所示．图乙所示的读数为_____mm，图丙所示的读数为____mm，所测金属板的厚度为________mm. [解析]　(1)用螺旋测微器测小球直径时，先转动旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动旋钮G使F固定后读数． (2)题图乙的读数为1.0×0.01 mm＝0.010 mm，题图丙的读数为6.5 mm＋37.0×0.01 mm＝6.870 mm，故金属板的厚度d＝ 6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm. [答案]　(1)D　H　G　(2)0.010　6.870　6.860 螺旋测微器的读数方法 先在固定刻度尺上读出整0.5 mm的部分，然后在可动刻度尺上读出不足0.5 mm的部分，读可动刻度示数时还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数＝固定刻度尺上的读数＋可动刻度尺上的刻度数×精确度．　 　实验原理和实验电路 　在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω.实验室备有下列实验器材： A．电压表V1(量程0～3 V，内阻约为15 kΩ) B．电压表V2(量程0～15 V，内阻约为75 kΩ) C．电流表A1(量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω) D．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω) E．变阻器R1(0～100 Ω，0.6 A) F．变阻器R2