11.3 实验：导体电阻率的测量 第2课时 课件 -高一下学期物理人教版（2019）必修第三册

第十一章

电路及其应用第3节实验：导体电阻率的测量第2课时不同导体的导电性能不同，电阻率是反映导体材料导电性能的重要物理量。那么，我们该如何测量导体的电阻率呢？1.知道伏安法测电阻的两种实验电路。2.会分析电流表内外接法的误差及选择内外接法的方法。3.知道限流式电路和分压式电路的特点并会选择合适的电路解决问题。01金属丝电阻率的测量1.实验思路

：测量金属丝的横截面积：测量金属丝的长度：测量金属丝的电阻

直接测长度l、电阻为R、直径d：2.物理量的测量测量思路：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R；测量方法：伏安法（1）电阻的测量①电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”。②电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”。AVRxAVRx“伏安法”测电阻的两种接法因电流表有分压、电压表有分流作用,两种方法测量电阻都有误差，那么，实际应用中该如何选择呢？电压表示数：电流表示数：误差分析1：电流表外接法AVRx误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小。测量小电阻，即Rx<<RV情况下，使用外接法误差较小。

电压表示数：电流表示数：误差分析2：电流表内接法误差来源于电流表的分压，分压越小，误差越小。测量大电阻，即Rx>>RA情况下，使用内接法误差较小。

AVRx“内外接”方法的选择——规律内接法RXVARXAV外接法2.误差：大内偏大，小外偏小当

（即)时用内接法当（即)时用外接法当（即)时两种接法均可1.结论：大内小外若伏特表示数有明显变化，即

用外接；若安培表示数有明显变化，即

用内接。“内外接”方法的选择——试探法VASabR按内外接的方式依次连接，观察电流表、电压表示数变化情况。（2）测量金属丝的长度测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺）；分度值1mm，可估读到0.1mm；测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值。有效长度（3）测量金属丝的直径测量思路：测量金属丝的直径d，间接得出金属丝的横截面积。测量方法：1.选刻度尺，利用累积法测直径；2.选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。为减小误差，尽量选用螺旋测微器。测量未知电阻时，需取同一电阻的多组电压和电流值。此时可接入滑动变阻器，能起到直接改变测量电阻的电流或电压大小的作用，达到测多组数据的实验效果。那么，滑动变阻器该如何接入电路呢？滑动变阻器的接法限流式

U0SRABPRx分压式

U0SPRxRAB目的：调节滑动变阻器使得电阻有多组U、I数据.滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况当滑片P处于A端：滑变接入阻值RP=0;待测电阻所分电压最大，为U0；待测电阻的电流

当滑片P处于B端：滑变接入阻值RP=Rmax；待测阻值所分电压最小待测电阻的电流

“限流式”接法U0SRABPRx内阻不计当滑片P处于A端：滑变全部阻值Rmax与Rx并联(RAP=0；RBP=Rmax与Rx并联)待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；待测电阻的电流U0SPRxRAB当滑片P处于B端：滑变接入全部阻值Rmax，此时Rx被短路(RAP=Rmax;RBP=0与Rx并联)待测阻值所分电压最小，为0；待测电阻的电流为0滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况“分压式”接法电源内阻不计1.限流接法:优点:电路结构简单、操作方便、耗能少。缺点：电压或电流不能从0变起、调节范围小。“两种”接法的优缺点U0SRABPRxU0SPRxRAB2.分压接法：优点:电压或电流能从0调节，调节范围大。缺点：电路结构复杂、操作不方便、耗能多。以下3种情况必须用分压接法：(1)当要求电压或电流从0变起时;(2)当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的总阻值时;(3)当采用限流接法，无论怎样调节都不能保证电路的安全时。（注：当两种接法均可时，一般采用限流接法。）滑动变阻器的接法(1)当采用限流接法时，选择总电阻与待测电阻的阻值相接近的那一个。(2)当采用分压接法时，选择总电阻小而额定电流大的那一个。滑动变阻器的选择

分压外接法

VARx分压内接法AVRx限流内接法

RxAV

限流外接法

RxAV由于电阻丝的电阻较小，做实验时，选择外接法；当不要求电压从0开始调节，可选择耗能较低的限流法。测电阻的四种常用电路三、实验器材

螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器。一、实验目的：测量金属丝的电阻率二、实验原理：如图实验：金属丝电阻率的测量1.测直径:在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录;2.量长度:测有效长度,反复测量3次;3.连电路:按原理图所示的电路图连接实验电路;4.求电阻: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,记入表格内,断开开关S。5.拆除实验电路,整理好实验器材。四、实验步骤五、数据处理

1.因一般金属丝电阻较小,为了减少实验的系统误差,应选择电流表外接法。2.本实验滑动变阻器若用分压式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到电压表为零的状态。3.测量I时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度);在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器或游标卡尺测量直径d。4.电流不宜过大(电流表用0-0.6A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化。六、注意事项

1.直径测量。2.长度测量。3.电路中电流表及电压表内阻对电阻测量的影响。4.通电电流大小、时间长短、致使电阻丝发热,电阻率随之变化。七、误差分析

1.（多选）如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻RX的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端K分别与M、N接触，观察电压表和电流表的示数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是（）A、若电流表读数有明显的变化，则K应接在M点B、若电流表读数有明显的变化，则K应接在N点C、若电压表读数有明显的变化，则K应接在M点D、若电压表读数有明显的变化，则K应接在N点AVMNBC2.某小组利用电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)等器材测金属丝电阻，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻Rx＝50Ω.他们采用的是图乙中的________电路图，Rx的真实值________(填“大于”“小于”或“等于”)50Ω.A小于3.有一根细长且均匀的空心金属管线,长约3cm,电阻约为5Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,现在要尽可能精确地测定它的内径d。(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时的刻度位置如图1所示,从图中读出其外径为

mm,应用

(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L。11.000毫米刻度尺(2)为测量金属管线的电阻R,取来两节新的干电池、开关、若干导线及下列器材:A.电压表0~3V

B.