D.电源的输出功率一定减小
实验 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
考纲解读 1.掌握螺旋测微器的原理及读数方法.2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.3.会用伏安法测电阻,并能测定金属丝的电阻率.
一、螺旋测微器的使用
1.构造:如图1所示,B为固定刻度,E为可动刻度.
图1
2.原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.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). 如图2所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.
图2
二、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3)
图3
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1 mm.
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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,其规格见下表:
刻度格数(分度) 10 20 50 刻度总长度 9 mm 19 mm 49 mm 每小格与1 mm的差值 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 精确度(可准确到) 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 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,则记录结果表达为(x+K×精确度)mm. 三、常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可. (1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V. (3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.
基本实验要求 1.实验原理 根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率. 2.实验器材 被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋
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规律方法总结 1.伏安法测电阻的电路选择 (1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法. (2)临界值计算法
测微器,毫米刻度尺. 3.实验步骤 (1)用螺旋测微器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. (2)接好用伏安法测电阻的实验电路. (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l. (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置. (5)闭合开关,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,填入记录表格内. Sπd2U(6)将测得的Rx、l、d值,代入公式ρ=Rx=中,l4lI计算出金属丝的电阻率. 4.电流表、电压表测电阻两种方法的比较 Rx 考点一 测量仪器、仪表的读数 例1 (1)如图5所示的三把游标卡尺,它们的游标尺的刻度从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长 20等分、49 mm长50等分,它们的读数依次为______mm,____mm,________mm. (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图6所示,则金属丝的直径是________mm. 28 图5 图6 (3)①图7所示的电表使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数是________A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________A. ②图8所示的电表使用较小量程时,每小格表示________V,图中表针的示数为________V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针示数为________ V. 图7 图8 (4)旋钮式电阻箱如图9所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为________Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω,最简单的操作方法是________.若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为________. 图9 游标卡尺的读数应注意以下几点: (1)看清精确度 例如(图10) 图10 易错成(11+4.0×0.1) mm=11.40 mm 正确的应为11.4 mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零. 例如(图11) 29 图11 易错成(10+12×0.05) mm=10.6 mm,正确的应为10.60 mm. (2)主尺上的单位为厘米 主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米,读数时应将毫米和厘米分清,游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm. 例如(图12) 图12 易错成(5+4×0.05) mm=5.20 mm 正确的应为(50+4×0.05) mm=50.20 mm (3)区分零刻度与标尺最前端 例如(图13) 图13 易错成(13+10×0.05) mm=13.50 mm 正确读数为(14+10×0.05) mm=14.50 mm 考点二 对实验操作及实验数据处理的考查 例2 为测量某一玩具电动机中导线圈导线的电阻率,某实验小组的部分实验方案如下: 图14 图15 (1)用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如图14所示,则d=________ mm; (2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx:选择“×1 Ω”欧姆挡,并按正确步骤操作后,指针的 30