測定金屬的電阻率復(fù)習(xí)課

1、測定金屬的電阻率復(fù)習(xí)課松陽一中 王劉亮教學(xué)目標(biāo)：1、會使用螺旋測微器及正確讀數(shù)； 2、會根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器 3、了解用伏安法測電阻，無論用“內(nèi)接法”還是“外接法”，測出的阻值都有誤差，懂得誤差的產(chǎn)生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的。教學(xué)重點(diǎn)：螺旋測微器的讀數(shù)，正確選擇儀器和方法教學(xué)設(shè)計(jì)思想：通過一些典型事例，鞏固實(shí)驗(yàn)中用到的物理知識和物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識解決物理問題的物理思想，提高解決綜合性質(zhì)的物理問題的能力教學(xué)設(shè)計(jì)： 一、回顧實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)電阻定律公式R= ，只要測量出金屬導(dǎo)線的長度 和它的直徑d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導(dǎo)

2、線的電阻R，即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。實(shí)驗(yàn)器材被測金屬導(dǎo)線，直流電源，電流表，電壓表，滑動(dòng)變阻器，電鍵，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，米尺等。實(shí)驗(yàn)步驟1用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S。2按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路。3用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值 。4把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合電鍵S。改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻R的平均值。5將測得的R、

3、 、d值，代入電阻率計(jì)算公式 中，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。6拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。注意事項(xiàng)1測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度，亦即電壓表兩接入點(diǎn)間的部分待測導(dǎo)線長度，測量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直。2本實(shí)驗(yàn)中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法。3實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器連成主干線路（閉合電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端。4閉合電鍵S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片處在有效電阻值最大的位置。5在用伏安法測電阻時(shí)，通過待測導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I的值不宜過大（電流表用00.

4、6A量程），通電時(shí)間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中變化。 誤差分析1 金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差2 測量電路中電流表及電壓表對電阻的影響，因?yàn)殡娏鞅硗饨?，所以R測 R真，由R= ，知測 真。 3 通電電流過大，時(shí)間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差。二、螺旋測微器的讀數(shù)螺旋測微器可準(zhǔn)確到0.01mm，由于還能再估讀一位，可讀到毫米的千分位，故又名千分尺測量時(shí)，在測微螺桿快靠近被測物體時(shí)應(yīng)停止使用旋鈕，而改用微調(diào)旋鈕，避免產(chǎn)生過大的壓力，既可使測量結(jié)果精確，又能保護(hù)螺旋測微器。在讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經(jīng)露出。讀數(shù)時(shí)，千分位有

5、一位估讀數(shù)字，不能隨便扔掉，即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動(dòng)刻度的某一刻度線對齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”。例：讀出以下兩組數(shù)據(jù) 三、正確的選用器材儀器選擇一般應(yīng)考慮的三方面因素：1、安全因素：如通過電源、電阻、點(diǎn)流表、電壓表等的電流不能超過其允許的額定電流。2、誤差因素：如選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，要盡可能使指針接近滿刻度的量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的2/3左右，即在量程符合要求的情況下選量程小的，則偏角變大。3、便于操作：如選用滑動(dòng)變阻器應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)用到大部分電阻線例：為了測定一根長為2

6、0.00cm、直徑為0.220mm的鎳鉻絲的電阻率（電阻率約為1X10-6 ·m，）提供以下器材： A電動(dòng)勢為15V的直流電源一個(gè)B量程為0-200A、內(nèi)阻約為3.7K的電流表一個(gè)C量程為0-20mA、內(nèi)阻約為40的電流表一個(gè)D量程為0-2A、內(nèi)阻約為0.4的電流表一個(gè)E量程為0-12V、內(nèi)阻約為40K的電壓表一個(gè)F量程為0-15V、內(nèi)阻約為50K的電壓表一個(gè)G阻值為0-10、額定電流為1A的滑動(dòng)變阻器一個(gè)H阻值為0-1K、額定電流為0.1A的滑動(dòng)變阻器一個(gè)L電鍵一個(gè)J導(dǎo)線若干現(xiàn)采用如圖所示電路進(jìn)行測量，請按實(shí)驗(yàn)需要，選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模篈、C、E、H、L、J四、正確的選用內(nèi)接法或外接法

7、外接法U側(cè)是Rx兩端電壓，是準(zhǔn)確的，I測是過Rx和 總電流，所以偏大。R測偏小，是由于電壓表的分流作用造成的。所以測偏小實(shí)際測的是Rx與RV的并聯(lián)值，隨RV，誤差將越小。內(nèi)接法I測是過Rx的電流，是準(zhǔn)確的，U測是加在Rx與 上總電壓，所以偏大。R測偏大，是由于電流表的分壓作用造成的。所以測偏大實(shí)際測的是Rx與RA的串聯(lián)值，隨RA，誤差將越小。進(jìn)一步提問：為了提高測量精度，選擇內(nèi)、外接的原則是什么？外：RV Rx                               內(nèi)：  RA Rx例：有一未知電阻RX，為較準(zhǔn)確的測出其阻值，先后采用兩種方法測量，用外接法測得的數(shù)據(jù)為“2.8V，5.0mA”，利用內(nèi)接法測得的數(shù)據(jù)為“3.0V，4.0mA”，那么該電阻測得值較準(zhǔn)確的數(shù)值及它比真實(shí)值偏大或偏小的情況是： DA560，偏大 B560，偏小C750，偏小 D.750，偏大解析：因?yàn)榉乇碜x數(shù)變化比安培表讀數(shù)變化小，說明安培的分壓作用比伏特表的分流作用小，所以要采用內(nèi)