《高考备考指南 物理 》课件-实验八　测定金属丝的电阻率

恒定电流第八章

实验八测定金属丝的电阻率(本实验对应系统用书P185)栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1一、实验目标1.掌握螺旋测微器、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.学会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率.

五、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.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，即电压表两端点间的待测导线长度.测量时应将导线拉直，反复测量三次，再求其平均值.

六、误差分析1.金属丝的横截面积是利用直径计算得出的，直径的测量是误差的主要来源之一.2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，电阻率的测量值偏小.3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等也会带来偶然误差.4.金属丝通电后发热升温会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差.七、基本测量工具及其使用1.游标卡尺(如图所示)10分度的游标卡尺：游标上相邻2个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间的距离小0.1mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1mm位的数值.游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1mm位就读几，其读数精确到0.1mm.同理，20分度的游标卡尺，其读数精确到0.05mm；50分度的游标卡尺读数精确到0.02mm.读数方法相同.测量值＝整数部分＋n×精确度n为游标卡尺上第n条刻度线与主尺刻度线对齐.注意：(1)主尺上的读数应以游标的0刻度左端上方主尺的刻度为准；(2)看清游标的精确度；(3)游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下估读1位.误差：测量值与真实值之间的差异.分为偶然误差和系统误差.误差只能减小，不能避免.减小误差的方法：采用更精密的测量仪器、改进实验方法可以减小系统误差；多次测量取平均值可以减小偶然误差.【自测1】读出如图所示的游标卡尺的读数.图甲10分度游标卡尺；图乙20分度游标卡尺.(1)图甲示数为____________；

(2)图乙示数为____________.

甲

乙2.98cm

6.165cm2.螺旋测微器(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和固定刻度S固定在尺架F上，旋钮K、微调旋钮K'和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上.(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0.5mm，即旋钮K每旋转1周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等分，每转动一小格，P前进或后退0.01mm，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.(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出.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(估读1位)×0.01mm.注意：(1)看半刻度是否露出；(2)可动刻度要估读.【自测2】读出如图所示的螺旋测微器测量时的读数.(1)____________(2)____________

0.642mm

10.296mm题点各个击破2

(2)安全性原则.通过电源、电表、滑动变阻器、用电器的电流不能超过其允许的最大电流，电流正负方向不能接反.(3)方便性原则.选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作.(4)经济性原则：损耗能量最小.2.实验电路的选择(1)测量电路——电流表内接法、外接法的选取①电路的对比内容电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV电阻测量值适用条件RA≪RxRV≫Rx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)

方法三：(试触法)在RV、RA均不知的情况下，可采用试触法.如图所示，分别将a端与b、c接触，如果前、后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果前、后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用大，应采用外接法.(2)控制电路——滑动变阻器限流式、分压式接法(两种接法比较)内容方式对比说明限流式接法分压式接法两种接法电路串、并联关系不同负载R上电压调节范围0≤U≤E分压电路调节范围大负载R上电流调节范围分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件例题

(2023年全国卷乙)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率.现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干.图(a)是学生设计的实验电路原理图.完成下列填空：(1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路电阻调至最大，闭合S.(2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为U1.然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2.由此得到流过待测金属丝的电流I＝____________，金属丝的电阻r＝____________.(结果均用R0、U1、U2表示)

(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2Ω.(5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00cm.用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图(b)所示，该读数为d＝____________mm.多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等.

(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝____________×10－7

Ω·m.(保留2位有效数字)

0.1505.0

1.(2023年北京卷)采用图甲所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率.(1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在____________(填“M”或“N”)端.

(2)按照图甲连接实物图，如图乙所示.闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为____________(填“a”“b”或“c”).若闭合开关，该错误连接会带来的问题有_________________________________________.

M

b移动滑片时，电