 人教版高中物理必修一电子课本word版2023最新(高清版)
【精品推荐】 提分神器--初中英语语法易错题专训
10倍速抗遗忘轻松记牢英语单词
最受欢迎的全国各大网校VIP课程
下载地址： http://www.gufengnet.com/6213.html 资料目录 2019新版人教版高中物理选修+必修电子课本 2019新版人教版高中物理选修+必修课件 2019新版人教版高中物理选修+必修教案 2019新版人教版高中物理选修+必修讲义 2019新版人教版高中物理选修+必修思维导图 2019新版人教版高中物理选修+必修同步习题 2019新版人教版高中物理选修+必修试卷
内容举例： 科学测量长度的测量及测量工具的选用
第6节 科学测量金属丝的电阻率
一、长度的测量及测量工具的选用
1. 长度的测量工具
(1)游标卡尺
a. 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。
b. 原理：利用主尺的最小刻度与游标尺的最小刻度的差值制成。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1 mm。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，其读数见下表：
刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(可精确到)
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
c. 读数：若用l表示物体的长度，n表示游标尺零刻度线前整毫米数，k表示与主尺对齐的游标尺刻度数，m表示游标卡尺的精度，则记录结果表示为l=n+km。需要注意的是，不管是哪种卡尺，k值均不需要向后估读一位。
游标卡尺的读数应注意以下几点：
第一看→看清精确度
第二看→游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与游标尺最前端。
第三看→主尺上的单位。
d. 游标卡尺的使用及注意事项
(ⅰ) 测量时，右手拿主尺，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体，当其与测量爪相贴时，即可锁定螺钉，读取数据。
(ⅱ)游标卡尺是比较精密的测量工具，使用时要轻拿轻放，移动游标尺不能用力过猛，两测量爪与待测物的接触不宜过紧。读数时，应通过紧固螺钉将游标尺固定于主尺。
(2)螺旋测微器
a. 构造：如图，螺旋测微器的刻度由固定刻度和可动刻度两部分构成。
b. 原理：可动刻度上的刻度为50等份，可动刻度部分每旋转一周，测微螺杆前进或后退0. 5 mm，则螺旋测微器的精确度为0. 01 mm。
c. 读数
(ⅰ)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。(ⅱ)测量值l(mm)=固定刻度数n(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数k(估读一位)×0. 01(mm)。
d. 螺旋测微器的使用及注意事项
(ⅰ)在使用螺旋测微器之前，首先应检查零点。用左手拿尺架，右手缓缓转动微调旋钮，使测微螺杆和测砧接触，至棘轮发出声音为止，此时可动刻度上的零刻度线应当和固定刻度上的中间线对齐，否则就有零点误差。
(ⅱ)左手拿尺架，右手转动粗调旋钮，使测微螺杆与测砧间距稍大于被测物。放入被测物，转动微调旋钮到夹住被测物，直至棘轮发出声音，随即拨动止动旋钮使测微螺杆固定，然后读数。
二、测量金属丝的电阻率
1. 实验目的
(1)测量金属丝的电阻率。
(2)学习用伏安法测电阻。
2. 实验器材：刻度尺、螺旋测微器、学生电源、
滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线。
3. 实验原理与设计
根据电阻公式R=ρl/S，可得ρ=RS/l。用伏安法测量金属丝的电阻，由于金属丝电阻通常较小(长度有限)一般选用电流表外接法，如图所示。用螺旋测微器测量金属丝的直径，用刻度尺测出金属丝的长度。根据电阻公式，计算出金属丝的电阻率。
4. 实验步骤
(1)用螺旋测微器多次测量金属丝的直径，算出其平均值。
(2)把金属丝两端固定在接线柱上，使其拉直，用刻度尺多次测量接入电路部分的金属丝的长度，算出其平均值。
(3)按设计的电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。
(4)闭合开关，改变滑片位置，测出若干组电流、电压值填入设计的表格中。
(5)测量结束后打开开关、拆除电路、整理实验器材。
5. 数据分析
将测量的数据记入设计的表格中，并计算出金属丝的电阻值、横截面积和长度，将以上计算出的数据代入公式ρ=RS/l中，求出电阻率。
三、伏安法测电阻
1. 电流表和电压表的选择
(1)根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择。
(2)根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择。
(3)根据电源的参数进行选择。
2. 电流表两种接法的选择
(1)定量判断法：若已知待测电阻的阻值大约为Rx，电流表的内阻为RA，电压表的内阻为RV，则
当Rx>√(R_A R_V )时，应选用电流表内接法；
当Rx<√(R_A R_V )时，应选用电流表外接法。
(2)试触法：若不知Rx的大概值，或者RA、RV均不知道时，可借助试触法来确定是用内接法还是外接法：改变电压表一个接线端的位置，分别让电流表内接和外接。如果电流表示数的变化比电压表的明显，即ΔI/I>ΔU/U，则应采用内接法；如果电压表示数的变化比电流表的明显，即ΔU/U>ΔI/I，则应采用外接法。
3. 控制电路的选择
由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法。但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：
①当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压式接法。
②若采用限流式接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压式接法。
③要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续变化时(如测定导体的伏安特性曲线，校对改装后的电表等)，即在大范围内测量时，必须采用分压式接法。
四、测量金属丝的电阻率
1. 数据处理
(1)电阻R的值
方法一，平均值法：分别计算电阻值再求平均值；
方法二，图像法：利用U-I图线的斜率求电阻。
(2)将测得的阻值Rx、金属丝的长度l、直径d的值，代入电阻率计算公式ρ=(R_x S)/l=(πd^2 R_x)/4l，计算出金属丝的电阻率。
2. 注意事项
(1)螺旋测微器读数时要估读，要注意半毫米刻度线是否已露出。读数的结果若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上。
(2)为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。被测金属丝的有效长度，是指待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两个接入点间的部分，测金属丝长度时应将其拉直。
(3)为减小实验误差，金属丝的长度l、直径d、电阻R(R=U/I)应至少测量三次，然后求平均值。
(4)为保护电表，开关闭合前，滑动变阻器接入电路的阻值要调至最大。
(5)电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。
3. 误差分析
(1)测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差。
(2)由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大)。
(3)通电电流太大，或时间太长，致使金属丝发热，电阻率随之变化。
|