2.4+实验：测量金属的电阻率+课件【知识精讲精研】高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

第4节实验：测量金属的电阻率第二章电路及其应用1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。2掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法。3学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。教学目标根据电阻定律R=ρl/S，可得ρ=RS/l

实验设计因此，测出金属丝的横截面积S、长度l和电阻R，就可求得该种金属的电阻率。原理：（1）如何选择待测金属材料？实验设计铜和铝的电阻率很小，要得到几欧姆到几十欧姆之间的电阻，需要很细或很长的导线，不方便探究：合金材料的电阻率较大，常用的有康铜、镍铬合金等镍铬合金是电炉丝的常用材料，把它作为测量对象不必很长或很细，比较方便（2）金属丝的长度l可以用刻度尺测量，金属丝的横截面直径d可以用螺旋测微器（千分尺测量），根据测得数据可以计算横截面积S。螺旋测微器的测量原理是什么？如何操作测量？实验设计探究：测量螺杆测砧旋钮锁紧螺母最小分度固定刻度微调旋钮可动刻度尺架（1）结构附录：螺旋测微器精密螺纹的螺距为0.5mm，即D每旋转一周，F前进或后退0.5mm。可动刻度E上的刻度为50等份，每一小格表示0.01mm。DFEB（2）原理(3)读数方法①由固定刻度上读出毫米数（注意半毫米线有没有出来）;②由可动刻度读对齐的格数,并估读,再乘以0.01;③待测长度为两者之和.（4）螺旋测微器的使用方法①使用前应先检查零点，方法是缓缓转动保护旋钮，使测杆和测砧（固定小砧）接触，此时可动尺上的零刻线应当和固定刻度的零刻线对正。②左手持曲柄（U型框架），右手转动大旋钮使测杆与测砧间距稍大于被测物，放入被测物，转动保护旋钮K′到夹住被测物，听到“喀喀”声时停止。③拨固定旋钮使测杆固定后读数。15205100101551mm+0.5mm+10.1×0.01mm=1.601mm（3）金属丝的电阻可以使用多用电表直接测量，但是测量精确程度较低，一般只适合大致估测其数量级。中学实验室较精确的测量通常采用伏安法R=U/I，如图为采用伏安法测量金属丝电阻的两种电路图。实验设计探究：电流表外接电流表内接1.如果电流表和电压表都是理想电表，即电流表的内阻RA为零，电压表的内阻RV为无穷大，电流表内接法和外接法两种电路的测量结果有区别吗?实验设计交流讨论：电流表外接电流表内接答案：没有区别，都为R=U/I2.因为电流表和电压表都不是理想电表，测量电阻时要产生误差。（1）电流表外接法引起测量误差的原因是什么?电流表内接法引起测量误差的原因是什么?实验设计交流讨论：电流表外接电流表内接电流表外接误差：电流表测得的电流包括流过V表的电流电流表内接误差：电压表测得的电压包括A表分到的电压IVUA2.因为电流表和电压表都不是理想电表，测量电阻时要产生误差。（2）两种电路的测量结果，比电阻的真实值偏大还是偏小？（3）实际的电流表和电压表，内阻越大还是内阻越小越精确?实验设计交流讨论：电流表外接电流表内接

电流表内阻越小越精确，电压表内阻越大越精确IVUA

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>实际测量时，要根据电阻大小与电流表和电压表内阻比较再选择接法实验设计内外接法的选择：当待测电阻Rx远小于电压表本身电阻RV时，采用电流表外接当待测电阻Rx远大于电流表本身电阻RA时，采用电流表内接更准确的标准：

电流表外接

电流表内接口诀：大内小外如果希望在尽可能大的范围内改变待测电阻两端的电压，滑动变阻器的接法应该采用限流电路还是分压电路。实验设计讨论交流：测电阻的限流式电路测电阻的分压式电路电压变化范围小电压变化范围大实验操作1.用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用S=πd2/4，计算出金属丝的横截面积S.如果使用柔软的铜导线，测量其直径可以采用初中所学的累积法.2.用刻度尺测量导体的长度l注意：测量时要先把金属丝接入电路并拉直，然后用刻度尺量出它接入电路的长度实验操作3.用伏安法测量导体电阻R（如果条件允许，可以先用欧姆表粗略测量，然后跟据测量值选择外接法或内接法），选择限流电路或分压电压。测量金属丝两端电压U和通过的电流I，并计算出金属丝的电阻R。U-I数据处理：多组数据求平均值作出U-I图像，通过图像的斜率求出电阻R的值测量完毕后，断开开关并拆下器材回归原位4.用ρ