36科学测量金属丝的电阻率课件高一下学期物理

第6节科学测量：金属丝的电阻率第三章

恒定电流学习目标1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。2.了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法。电阻定律

伏安法测电阻毫米刻度尺金属丝螺旋测微器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R1、原理：欧姆定律一、伏安法测电阻

2.两种电路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”AVRAVR注：因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．（1）电路图:（3）误差来源:电压表的分流（2）测量结果:（4）适用于测量:小电阻（Rx<<RV）AVR3.误差分析：电流表外接法（1）电路图:（3）误差来源:电压表的分流（2）测量结果:（4）适用于测量:小电阻（Rx<<RV）3.误差分析：电流表内接法AVR4.电阻丝电阻的测量为调节方便，尽可能测量多组数据，滑动变阻器采用限流式接法，还是分压式接法？RxU限流式限流式：滑动变阻器主要作用为限制电流。在此电路中，滑动变阻器通过改变自身接入电路的阻值，进而影响电路的总电流。

从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得到多组数据。RxU分压式分压式：滑动变阻器的主要作用为分压

此电路中，滑变通过改变自身与并联电路串联部分的电阻，达到改变待测电阻分得电压

从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得到多组数据。限流式分压式电压范围：分压式调压范围稍大，数据点可以更分散一些，选择分压式接法电路简单，能耗小。电路复杂，能耗大。以下3种情况必须用分压式接法：A.要求电压或电流从0开始变化时；（0起必分）B.当滑动变阻器的总阻值远小于待测电阻阻值；（滑小必分）C.采用限流接法时，无论怎样调节，不能保证电路安全；（烧表必分）（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计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．AVMNBC二、测量金属丝的电阻率【实验目的】1、测量金属丝的电阻率；2、学习伏安法测电阻的方法。

根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度和它的直径d，计算出导线的横截面积，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率【实验原理】【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、导线、待测金属丝【实验步骤】(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，算出其平均值.(2)量长度：把金属丝两端拉直并固定在接线柱上，用刻度尺测量接入电路部分的金属丝的有效长度，反复测量多次，算出其平均值.(3)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路，并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端（b端）。(4)求电阻：电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，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.【数据处理】电阻值R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果.123456平均值UIRx(2)图象法：可建立U－I坐标系，将测量的I、U值描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值R.∙∙∙∙∙∙描点连直线原则：让尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点平均分布在直线两侧，舍去明显误差较大的点。【误差分析】1.金属丝直径、长度的测量带来误差。2.电路中电流表及电压表对电路的影响,因为电流表外接,所以R测<R真,

由

，ρ测<ρ真。3.通电电流过大,时间过长,致使电阻丝发热,电阻率随之变化带来误差。1．测量长度时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。2．测金属丝直径时要选三个不同位置进行测量，求其平均值。3．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在使待测电阻两端电压最小的位置。4．在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。【注意事项】1.要测量一个圆柱体的电阻率，进行了如下操作∶(1)用10分度的游标卡尺测量圆柱体的长度L如图，可知其长度为

mm；用螺旋测微器测量其直径D如图，可知其直径为_______mm。22.66.360(2)圆柱体的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出电阻R，然后根据电阻定律计算出该圆柱体的电阻率。为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A.电压表0～3V，内阻约10kΩB.电压表0～15V，内阻约50kΩC.电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩD.电流表0～3A，内阻约0.01ΩE.滑动变阻器，0～10ΩF.滑动变阻器，0～100Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选____，电流表应选____。(均填字母代号)AC②在测量阻值较小的圆柱体的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是_____。D(3)若圆柱体电阻用R表示，则该圆柱体的电阻率ρ＝______。(用所给的字母表示)3.某中学课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告，设计了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为25Ω)的实验方案，可提供的器材有：A.电流表G，内阻Rg＝120Ω，满偏电流Ig＝3mAB.电流表A，内阻约为0.2Ω，量程为0～0.1AC.螺旋测微器 D.电阻箱R0(0～9999Ω，0.5A)E.滑动变阻器R(5Ω，1A) F.干电池组(3V)G.一个开关和导线若干(1)用螺旋测微器测量被测电阻丝横截面直径，示数如图甲所示，可知其直径为d＝_______mm；用游标卡尺测其长度，示数如图乙所示，可知其长度为L＝______mm。0.26842.40(2)把电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为3V，则电阻箱的阻值应调为R0＝_____Ω。880(3)请用改造完的电压表设计一