2.4實驗測量金屬的電阻率課件-高二上學(xué)期物理教科版

實驗：測量金屬的電阻率一、長度的測量毫米刻度尺：

毫米刻度尺精確到1mm，估讀到，高中物理實驗中主要用來測量紙帶上計數(shù)點(diǎn)間距，單擺擺長，金屬絲長度。10游標(biāo)卡尺1、用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑測量外徑測量內(nèi)徑測量深度01234567890012345678910游標(biāo)尺主尺外測量爪深度尺內(nèi)測量爪被測球體緊固螺釘可測：管狀物體的內(nèi)徑可測：筒狀物的深度圓柱體的外徑物體的長度物體的厚度可測2、構(gòu)造05100110分度0123456789001234567891050分度01020012320分度不管游標(biāo)尺上有多少個刻度，游標(biāo)尺的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm主尺游標(biāo)尺01010cm1mm(1)10分度：精度游標(biāo)尺上10格對應(yīng)主尺上9mm，游標(biāo)尺每格長度為，兩尺每格之差為，每格游標(biāo)尺比主尺上少了3、游標(biāo)卡尺的工作原理1.主尺上的最小單位是多少?2.游標(biāo)尺刻度的總長是多少？每個小格是多長？3.此游標(biāo)卡尺的精確度是多少？這樣的游標(biāo)卡尺我們怎么讀數(shù)？知識講解主尺每小格1ｍｍ共9ｍｍ每小格ｍｍｍｍ主尺１００１０游標(biāo)尺２ｃｍ10分度

當(dāng)被測量的物體厚度為時，主尺上的哪一根刻度線與游標(biāo)上刻度線相重合呢？

當(dāng)被測量的物體厚度為時，主尺上的哪一根刻度線與游標(biāo)上刻度線相重合呢？主尺游標(biāo)尺01010cm游標(biāo)向右移動0.1mm主尺右移第N條刻度對齊，向右移動N個01234cmL游標(biāo)尺0刻度前整毫米數(shù)為：44mm對齊刻度：6，即游標(biāo)尺部分讀數(shù)是讀數(shù)=主尺讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù)=主尺讀數(shù)+n×精度10分度：0102005102mm＋＝主尺讀數(shù)起始處游標(biāo)尺的第九格與主尺的某條線對齊，讀作ｍｍ讀數(shù)練習(xí)01234測量值：010cm主尺３２０１０游標(biāo)尺ｃｍ答案：

游標(biāo)尺上20格對應(yīng)主尺上19mm，游標(biāo)尺每一格為，比主尺上少了，(2)20分度：精度1.主尺上的最小單位是多少?2.游標(biāo)尺刻度的總長是多少？每個小格是多長？3.此游標(biāo)卡尺的精確度是多少？這樣的游標(biāo)卡尺我們怎么讀數(shù)？主尺１００10游標(biāo)尺２ｃｍ20主尺每小格1ｍｍ共１9ｍｍ每小格ｍｍ

ｍｍ

主尺讀數(shù)終止處游標(biāo)尺的第三格與主尺的某條刻度線對齊,讀作ｍｍ主尺11１0０１０游標(biāo)尺12ｃｍ２０主尺1游標(biāo)尺02cm1020L=+×

=兩刻度對齊

5mm

17

5.85mm讀數(shù)練習(xí)(3)50分度：精度游標(biāo)尺上50格對應(yīng)主尺上49mm，游標(biāo)尺每一格為，比主尺上少了主尺546ｃｍ０12345678910游標(biāo)尺789①量爪并攏，查看游標(biāo)和主尺的零刻度線是否對齊，若對齊就可以進(jìn)行測量。②使待測物位于測量爪之間，用力不能太大，兩者緊緊相貼時，擰緊緊固螺釘，進(jìn)行讀數(shù)。4、使用方法：1、常見的游標(biāo)卡尺有10分度、20分度和50分度三種總結(jié)主尺刻度數(shù)+游標(biāo)尺對齊格數(shù)×精確度

注：不需估讀！20螺旋測微器(千分尺)1、螺旋測微器的讀數(shù)原理01245040測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)固定刻度2毫米半毫米刻度線可動刻度數(shù)4601245040固定刻度2毫米半毫米刻度線可動刻度數(shù)L=2+0.5+46.0×0.01mm=2.960mm是否超過半刻度？是。估讀到下一位是否超過半刻度？2.5mm+0.460mm=2.960mm固定刻度：可動刻度：是讀數(shù)練習(xí)答案：讀數(shù)練習(xí)mmmm=4.088mmmmmm=8.703mm讀數(shù)練習(xí)二、實驗設(shè)計

不同導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，電阻率是反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的重要物理量。通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們找到了測量導(dǎo)體長度和直徑的工具和方法，那么，要測導(dǎo)體的電阻率我們又該如何操作呢？請設(shè)計出你的實驗思路。2.用游標(biāo)卡尺或螺旋測微器測量金屬絲的直徑。1.用毫米刻度尺測量金屬絲的長度。3.用伏安法測量金屬絲的電阻。0測量思路與方法1測量工具：毫米刻度尺（電阻絲總長度約幾十厘米，可選用毫米刻度尺）；分度值1mm，可估讀到；測量思路：測量接入電路的電阻絲有效長度，多測幾次求取平均值。有效長度測金屬絲的長度01測量思路：測量金屬絲的直徑d，間接得出金屬絲的橫截面積。測量方法：1.選刻度尺，利用累積法測直徑；2.選螺旋測微器或游標(biāo)卡尺直接測量直徑，在電阻絲的不同位置測量3次，求得直徑的平均值。為減小誤差，盡量選用螺旋測微器。測金屬絲的直徑02又該如何測導(dǎo)體的電阻呢？測量思路：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R；測量方法：伏安法ESPRxAV測金屬絲阻值的大小03電路的設(shè)計中有哪些細(xì)節(jié)需要注意呢？控制部分測量部分測量電路伏安法測電阻實驗電路圖控制電路0電流表的外接法與內(nèi)接法21.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”。AVRxAVRx因電流表有分壓、電壓表有分流作用,兩種方法測量電阻都有誤差，那么，實際應(yīng)用中該如何選擇呢？電流表的兩種接法01電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：1.電流表外接法時AVRx誤差來源于電壓表的分流，分流越小，誤差越小。測量小電阻，即Rx<<RV情況下，使用外接法誤差較小。

伏安法測電阻誤差分析02電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：誤差來源于電流表的分壓，分壓越小，誤差越小。測量大電阻，即Rx>>RA情況下，使用內(nèi)接法誤差較小。

AVRx2.電流表內(nèi)接法時內(nèi)接法RXVARXAV外接法慶威物理誤差：大內(nèi)偏大，小外偏小結(jié)論：大內(nèi)小外伏安法測電阻的內(nèi)外接選擇03（1）阻值比較法內(nèi)接法RXVARXAV外接法慶威物理當(dāng)

時用內(nèi)接法當(dāng)

時用外接法（2）臨界值計算法若伏特表示數(shù)有明顯變化，用外接；若安培表示數(shù)有明顯變化，用內(nèi)接。（3）試探法VASabR按內(nèi)外接的方式依次連接，觀察電流表、電壓表示數(shù)變化情況。類別電流表內(nèi)接法電流表外接法實驗電路誤差來源電壓表的分流電流表的分壓測量結(jié)果適用于測量小電阻（R<<RV）大電阻（R>>RA）記憶口訣大內(nèi)偏大小外偏小測量電路誤差分析及選用

比值法內(nèi)接法：外接法：試觸法選用原則測量結(jié)果偏大測量結(jié)果偏小URUAIRIA消除誤差?內(nèi)阻已知：?內(nèi)阻已知：【例題1】用內(nèi)阻為3000Ω的電壓表和內(nèi)阻為10Ω的電流表測電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60V，電流表的示數(shù)都是，則R1的測量值為

Ω，真實值是

Ω，R2的測量值為

___Ω，真實值是

Ω。乙300290300333R1甲VAR2VA【變式訓(xùn)練1】如圖所示，在使用伏安法測量電阻Rx時，有兩種電路連接方法如圖中a、b所示．以下說法中正確的是（）A．當(dāng)Rx<<RV時，用a圖測量誤差較小B．當(dāng)Rx<<RV時，用b圖測量誤差較小C．Rx比RV小得越多，采用b圖時，由于電流表分壓而引起的誤差越小D．Rx比RV大得越多,采用a圖時,由于電流表的分壓而引起的誤差越小A【例題2】如圖所示為用伏安法測電阻的部分電路圖，因為不知道待測電阻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接線端K分別與M、N接觸，觀察電壓表和電流表的計數(shù)哪一個有明顯的變化。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)BC【變式訓(xùn)練2】用伏安法測電阻，按圖(甲)方法測得為R1，按圖(乙)方法測得為R2，若電阻的真值為R，則有（

）A．R1>R>R2B．R1<R<R2C．R>R1，R>R2D．R<R1，R<R2A三、實驗操作

分壓外接法

VARx分壓內(nèi)接法AVRx限流內(nèi)接法

RxAV

限流外接法

RxAV由于電阻絲的電阻較小，做實驗時，選擇外接法；當(dāng)不要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，可選擇耗能較低的限流法。伏安法測電阻的四種電路011.安全性原則：例如電壓表與電流表不能超過量程。2.精確性原則：例如電壓表與電流表的指針偏角不能過小，應(yīng)使

其指針偏角不小于滿偏的1/3.3.方便性原則4.經(jīng)濟(jì)性原則儀表選擇02ESPRxAV三、實驗器材

螺旋測微器或游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺、電壓表、電流表、定值電阻、開關(guān)及導(dǎo)線、被測金屬導(dǎo)線、電池、滑動變阻器。一、實驗?zāi)康模簻y量金屬絲的電阻率二、實驗原理：如圖實驗?zāi)康?、原理與器材031.測直徑:在被測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑,并記錄;2.量長度:測有效長度,反復(fù)測量3次;3.連電路:按原理圖所示的電路圖連接實驗電路;4.求電阻:改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,記入表格內(nèi),斷開開關(guān)S。5.拆除實驗電路,整理好實驗器材。實驗操作04數(shù)據(jù)處理051、測量I時應(yīng)測接入電路中的金屬絲的有效長度(即兩接線柱之間的

長度);在金屬絲的3個不同位置上用螺旋測微器或游標(biāo)卡尺測量

直徑d。2、電流不宜過大(電流表用0-0.6A量程),通電時間不宜太長,以免

電阻率因溫度升高而變化。注意事項061.直徑測量。2.長度測量。3.電路中電流表及電壓表內(nèi)阻對電阻測量的影響。4.通電電流大小、時間長短、致使電阻絲發(fā)熱,電阻率隨之變化。誤差分析07【例1】在“測定金屬的電阻率”的實驗中，(1)某同學(xué)用螺旋測微器測金屬