测定金属的电阻率课件

测定金属的电阻率课件第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一1．知道实验的目的和原理．2．知道螺旋测微器的使用方法与工作原理．3．掌握伏安法测电阻的方法．4．知道实验数据处理方法、误差分析及注意事项．第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一一、实验目的1．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法．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，并能测定金属的电阻率．二、实验原理1．螺旋测微器的构造原理及读数第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(1)螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和

S固定在尺架F上．旋钮K、微调旋钮K′和

H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上．固定刻度可动刻度第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为

，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退

，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退

，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.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．0.5mm0.5mm0.01mm第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由

读出．测量值(mm)＝

(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋

(估读一位)×0.01(mm)如图所示，固定刻度示数为

，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为

，最后的读数为：

＋

＝

.可动刻度固定刻度数可动刻度数2.0mm15.02.0mm15.0×0.01mm2.150mm第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一2．游标卡尺(如图)第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(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，尺身上还有一个紧固螺钉．(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1mm.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，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)109mm

mm

mm2019mm

mm

mm5049mm

mm

mm0.10.050.020.10.050.02第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(4)读数：若用x表示由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.第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一3．伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一Rx＋RA

第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一内接法外接法适用条件RA

RxRV

Rx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻≪≫第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一外接法

内接法

第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一③实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表

；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表．外接法内接法第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一三、实验器材

，

，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围0～50Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干．毫米刻度尺螺旋测微器第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(3)长度测量：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，反复测量3次，求出其平均值l.(4)U、I测量：把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，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，断开开关S，求出导线电阻Rx的平均值．(5)拆除电路，整理好实验器材．第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率，所用器材包括：输出电压为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等．(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图(如图甲)．第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(2)实验的主要步骤如下：①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；③断开开关，__________，合上开关，重复②的操作．第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图乙的关系图线，其斜率为________A－1·m－1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了________的电阻之和．(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图丙所示．金属丝的直径是______．图乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________，其数值和单位为______(保留三位有效数字)．第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一【规范解答】(1)实物图连接如图．第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一2．注意事项(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(3)测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直．应反复测量三次，求其平均值．(4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(5)闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置．(6)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，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过程中逐渐增大．(7)求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U/I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U－I图线)来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能的让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5Ω，实验室备有下列实验器材A．电压表V1(量程0～3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程0～15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程0～600mA，内阻约为11Ω)第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一E．滑动变阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．电池E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有(填代号)______．第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(2)为减小实验误差，应选用图中______(填“a”或“b”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图中的实物图用导线连接起来．第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得导线的直径及两电表的示数如图所示，则导线的直径为______mm，电阻值为______Ω.第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一【思维点拨】解答本题要注意：(1)理清本实验的实验原理，正确选择电路图．(2)弄清实验中出现误差的原因．第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一【题后总结】实物连接的方法：(1)根据实验电路图，分析各元件连接方式；(2)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的元件并联到电路中；(3)电压表应并联，电流表应串联，且电流应由正接线柱流入，从负接线柱流出；第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(4)滑动变阻器滑片的位置应保证电路中用电器安全为原则，即保证加在用电器两端电压应尽量小；(5)连线不能相交，所有连线必须连接到接线柱上．第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用毫米刻度尺测出被测金属丝的长度l.用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx.(1)请写出测金属丝电阻率的表达式：ρ＝______(用上述测量量的字母表示)．第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，毫米刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图(甲)、(乙)所示，则金属丝长度的测量值为l＝______cm，金属丝直径的测量值为d＝______mm.第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(3)如图，要用伏安法测量Rx的电阻，已知电压表内阻约几千欧，电流表内阻约1Ω，若用图(丙)电路，Rx的测量值比真实值______(填“偏大”或“偏小”)，若Rx的阻值约为10Ω，应采用______(选“(丙)”或“(丁)”)图的电路，误差会比较小．第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一在探究导体与其影响因素的定量关系的实验中，有如下的器材：a、b、c、d四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比分别只有一个因素不同，b与a长度不同；c与a横截面积不同，d与a材料不同，还有量程合适的电压表四只、电流表四只．为了测出电阻之间的关系，有三位同学分别用三种不同的方法进行了实验，甲同学用如图甲所示电路进行实验，由于四段导体是串联的，每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就得到电阻之比．第四十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一乙同学用