【課件】科學測量：金屬絲的電阻率 課件-2022-2023學年高二上學期物理魯科版（2019）必修第三冊

3.6

科學測量：金屬絲的電阻率想

一

想1.測量金屬絲的電阻率依據(jù)的物理規(guī)律是什么？2.需要測定哪些物理量？測量金屬絲電阻率1、實驗目的2、實驗原理測量電阻絲的電阻R、直徑d和電阻絲有效長度l測量工具：螺旋測微器或游標卡尺、毫米刻度尺。直流電源電流表電壓表滑動變阻器開關(guān)、導線若干。3、實驗器材被測金屬絲伏安法測電阻一外接法內(nèi)接法測量電阻時，電流表與電壓表接入的位置不同對實驗結(jié)果會不會有影響呢？如果視為理想電表。電流表內(nèi)阻：0

伏安法測電阻一外接法電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：測量值偏小。<說明電流表內(nèi)、外接法誤差分析電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：測量值偏大。>外接法的誤差來源于電壓表的分流。內(nèi)接法內(nèi)接法的誤差來源于電流表的分壓。說明外接法相對誤差較小，所以選擇電流表外接法電壓表V1：0~3V量程，內(nèi)阻約為1kΩ；電流表A1：0~0.6A量程，內(nèi)阻約為1Ω；待測金屬絲的總電阻約為10Ω；

電流表內(nèi)、外接的選擇方法2.電阻絲電阻的測量①直接比較法：當Rx?RA時，采用內(nèi)接法，測量值偏大

當Rx?RV時，采用外接法，測量值偏小②公式計算法“大內(nèi)偏大，小外偏小”.③試觸法：如圖，把電壓表的可動接線端分別試接b、c兩點，觀察兩電表的示數(shù)變化。

電流表內(nèi)、外接的選擇方法若電壓表的示數(shù)變化明顯，說明電流表的分壓作用對電路影響大，所以應選外接法.

若電流表的示數(shù)變化明顯，說明電壓表的分流作用對電路影響大，應選用內(nèi)接法；2.電阻絲電阻的測量（3）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？RxURxU限流式分壓式限流式：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，進而影響電路的總電流。

從而達到改變測量電阻電流和電壓的目的，得到多組數(shù)據(jù)。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，達到改變待測電阻分得電壓

從而達到改變測量電阻電流和電壓的目的，得到多組數(shù)據(jù)。測量電路限流式分壓式電壓范圍：

分壓式調(diào)壓范圍稍大，數(shù)據(jù)點可以更分散一些，選擇分壓式接法以下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；（0起必分）B.當滑動變阻器的總阻值遠小于待測電阻阻值；（滑小必分）C.采用限流接法時，無論怎樣調(diào)節(jié)，不能保證電路安全；（燒表必分）電路簡單，能耗小。電路復雜，能耗大。連接電路電路原理圖根據(jù)原理圖連接實物圖電路連接好后，滑動變阻器滑動觸頭置于使接入電路中滑變電阻最大的位置，使開關(guān)閉合時，待測電阻兩端電壓為0+-+-實驗：測量金屬絲電阻率三改變滑動變阻器的阻值（阻值由大到小），測出多組電壓和電流。123456電壓/V0.450.701.091.401.742.19電流/A0.060.100.150.200.250.32用圖象法求電阻RA(0.13A,0.90V)B(0.29A,2.00V)數(shù)據(jù)分析測量電阻絲的有效長度l123平均值l/cm56.5056.4556.4656.47測量電阻絲直徑d123平均值d/mm0.3950.3960.3990.397數(shù)據(jù)分析注意事項應在金屬導線連入電路前測導線直徑，為了準確，應測量拉直懸空的連入電路的導線的有效長度，且各測量三次，取平均值。測量電路應選用電流表外接法，且測電阻時，電流不宜過大，通電時間不宜太長，因為電阻率隨溫度而改變。注意事項實物圖連接的注意事項(1)畫線連接各元件,一般先從電源正極開始,按照電路原理圖依次到開關(guān),再到滑動變阻器,按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來;其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。(2)連線時要將導線接在接線柱上,兩條導線不能交叉。(3)要注意電表的量程和正、負接線柱,要使電流從電表的正接線柱流入,從負接線柱流出?！纠?】在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中：(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖3甲所示，則該金屬絲直徑的測量值d＝________mm.0+38.4×0.01＝0.384mm(2)按如圖乙所示的電路圖測量金屬絲的電阻Rx(阻值約為15Ω)．實驗中除開關(guān)、若干導線之外還提供下列器材：電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表A1(量程0～200mA，內(nèi)阻約3Ω)；電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約0.1Ω)；滑動變阻器R1(0～50Ω)；滑動變阻器R2(0～200Ω)；電源E(3V，內(nèi)阻不計)．為了調(diào)節(jié)方便，測量準確，實驗中電流表應選________，滑動變阻器應選________．(填器材的名稱符號)A1R1(3)請根據(jù)如圖乙所示電路圖，用筆畫線代替導線將圖4中的實驗器材連接起來(4)若通過測量可知，金屬絲的長度為l，直徑為d，通過金屬絲的電流為I，對應金屬絲兩端的電壓為U，由此可計算得出金屬絲的電阻率ρ＝________.(用題目所給字母和通用數(shù)學符號表示)【例2】在“測定金屬絲的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm.(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖5所示，其讀數(shù)應為________mm(該值接近多次測量的平均值)．0＋39.8×0.01＝0.398mm次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為電池組(3V)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導線若干．某小組同學利用以上器材按照圖6正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：(3)下圖是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于滑動變阻器的一端．請根據(jù)電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U－I坐標系，如圖8所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點．請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出U－I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.5204.4(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·mC伏安法測電阻一電表的讀數(shù)量程為3A或3V時：兩刻度之間有10小格，每小格代表0.1。要估讀到最小刻度下一位。電壓表：1.88V電流表：0.83V量程為0.6A時：若指針恰好在“2”，其最小分度為0.02A不足半格0.16A超半格0.17A量程為15V時：其最小分度為0.5A9.4V或9.3V指針在中央也不能讀成活9.25V則讀為：2.00V或2.00A實例演練某同學做“測量金屬絲的電阻率”實驗。（1)需要通過實驗直接測量的物理量有

（寫