36科學(xué)測量金屬絲的電阻率課件高一下學(xué)期物理

第6節(jié)科學(xué)測量：金屬絲的電阻率第三章

恒定電流學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握測量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)原理和方法。2.了解伏安法測電阻的思路及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。電阻定律

伏安法測電阻毫米刻度尺金屬絲螺旋測微器用電壓表測出電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過電阻的電流I，利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值R1、原理：歐姆定律一、伏安法測電阻

2.兩種電路①電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”②電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”AVRAVR注：因?yàn)殡娏鞅?、電壓表分別有分壓、分流作用,因此兩種方法測量電阻都有誤差．（1）電路圖:（3）誤差來源:電壓表的分流（2）測量結(jié)果:（4）適用于測量:小電阻（Rx<<RV）AVR3.誤差分析：電流表外接法（1）電路圖:（3）誤差來源:電壓表的分流（2）測量結(jié)果:（4）適用于測量:小電阻（Rx<<RV）3.誤差分析：電流表內(nèi)接法AVR4.電阻絲電阻的測量為調(diào)節(jié)方便，盡可能測量多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用限流式接法，還是分壓式接法？RxU限流式限流式：滑動變阻器主要作用為限制電流。在此電路中，滑動變阻器通過改變自身接入電路的阻值，進(jìn)而影響電路的總電流。

從而達(dá)到改變測量電阻電流和電壓的目的，得到多組數(shù)據(jù)。RxU分壓式分壓式：滑動變阻器的主要作用為分壓

此電路中，滑變通過改變自身與并聯(lián)電路串聯(lián)部分的電阻，達(dá)到改變待測電阻分得電壓

從而達(dá)到改變測量電阻電流和電壓的目的，得到多組數(shù)據(jù)。限流式分壓式電壓范圍：分壓式調(diào)壓范圍稍大，數(shù)據(jù)點(diǎn)可以更分散一些，選擇分壓式接法電路簡單，能耗小。電路復(fù)雜，能耗大。以下3種情況必須用分壓式接法：A.要求電壓或電流從0開始變化時(shí)；（0起必分）B.當(dāng)滑動變阻器的總阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值；（滑小必分）C.采用限流接法時(shí)，無論怎樣調(diào)節(jié)，不能保證電路安全；（燒表必分）（多選）如圖所示為用伏安法測電阻的部分電路圖，因?yàn)椴恢来郎y電阻RX的大概值，所以不能確定線路的接法。為了減小誤差，可在電路接好后將電壓表的一個(gè)接線端K分別與M、N接觸，觀察電壓表和電流表的計(jì)數(shù)哪一個(gè)有明顯的變化。下列關(guān)于觀察到的現(xiàn)象及應(yīng)選用的接法的敘述中，正確的是（）A、若電流表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在M點(diǎn);B、若電流表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在N點(diǎn);C、若電壓表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在M點(diǎn);D、若電壓表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在N點(diǎn)．AVMNBC二、測量金屬絲的電阻率【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、測量金屬絲的電阻率；2、學(xué)習(xí)伏安法測電阻的方法。

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，并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻R，即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)器材】刻度尺、螺旋測微器、學(xué)生電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線、待測金屬絲【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)測直徑：用螺旋測微器在被測金屬絲上三個(gè)不同位置各測一次直徑，算出其平均值.(2)量長度：把金屬絲兩端拉直并固定在接線柱上，用刻度尺測量接入電路部分的金屬絲的有效長度，反復(fù)測量多次，算出其平均值.(3)連電路：按如圖所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路，并將滑動變阻器的滑片置于阻值最大端（b端）。(4)求電阻：電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S.改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.(5)拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材.【數(shù)據(jù)處理】電阻值R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計(jì)算法：利用每次測量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測量結(jié)果.123456平均值UIRx(2)圖象法：可建立U－I坐標(biāo)系，將測量的I、U值描點(diǎn)作出圖象，利用圖象的斜率來求出電阻值R.??????描點(diǎn)連直線原則：讓盡可能多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)平均分布在直線兩側(cè)，舍去明顯誤差較大的點(diǎn)?！菊`差分析】1.金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差。2.電路中電流表及電壓表對電路的影響,因?yàn)殡娏鞅硗饨?所以R測<R真,

由

，ρ測<ρ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。1．測量長度時(shí)應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測量三次，求其平均值。2．測金屬絲直徑時(shí)要選三個(gè)不同位置進(jìn)行測量，求其平均值。3．閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在使待測電阻兩端電壓最小的位置。4．在用伏安法測電阻時(shí)，通過待測金屬絲的電流I不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大?！咀⒁馐马?xiàng)】1.要測量一個(gè)圓柱體的電阻率，進(jìn)行了如下操作∶(1)用10分度的游標(biāo)卡尺測量圓柱體的長度L如圖，可知其長度為

mm；用螺旋測微器測量其直徑D如圖，可知其直徑為_______mm。22.66.360(2)圓柱體的電阻大約為5Ω，先用伏安法測出電阻R，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該圓柱體的電阻率。為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A.電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩB.電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩC.電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05ΩD.電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01ΩE.滑動變阻器，0～10ΩF.滑動變阻器，0～100Ω①要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選____，電流表應(yīng)選____。(均填字母代號)AC②在測量阻值較小的圓柱體的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，在測量其電阻時(shí)應(yīng)選擇的電路是_____。D(3)若圓柱體電阻用R表示，則該圓柱體的電阻率ρ＝______。(用所給的字母表示)3.某中學(xué)課題研究小組為了撰寫關(guān)于未知材料電阻率的實(shí)踐報(bào)告，設(shè)計(jì)了一個(gè)測量電阻率(被測電阻絲的阻值約為25Ω)的實(shí)驗(yàn)方案，可提供的器材有：A.電流表G，內(nèi)阻Rg＝120Ω，滿偏電流Ig＝3mAB.電流表A，內(nèi)阻約為0.2Ω，量程為0～0.1AC.螺旋測微器 D.電阻箱R0(0～9999Ω，0.5A)E.滑動變阻器R(5Ω，1A) F.干電池組(3V)G.一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)用螺旋測微器測量被測電阻絲橫截面直徑，示數(shù)如圖甲所示，可知其直徑為d＝_______mm；用游標(biāo)卡尺測其長度，示數(shù)如圖乙所示，可知其長度為L＝______mm。0.26842.40(2)把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成電壓表使用，最大測量電壓為3V，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0＝_____Ω。880(3)請用改造完的電壓表設(shè)計(jì)一