11.3.2實(shí)驗(yàn)導(dǎo)體電阻率的測(cè)量課件高二上學(xué)期物理人教版

第十一章第3節(jié)

導(dǎo)體電阻率的測(cè)量（第二課時(shí)）2024.5.23高一物理組導(dǎo)入新課

回顧上一課時(shí)所學(xué)內(nèi)容，要測(cè)量導(dǎo)體電阻率，需要測(cè)量哪些物理量呢？1、測(cè)量金屬絲的有效長(zhǎng)度2、金屬絲的橫截面積，即直徑3、金屬絲的電阻伏安法如何設(shè)計(jì)電路呢？電流表的接法新知一1.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”。因電流表有分壓、電壓表有分流作用,兩種方法測(cè)量電阻都有誤差，那么，實(shí)際應(yīng)用中該如何選擇呢？電流表的接法外接法誤差分析電壓表示數(shù)為Rx兩端電壓的真實(shí)值，但由于電壓表電阻不會(huì)無(wú)窮大，表分得電流，所以電流表示數(shù)要大于流過(guò)Rx的電流的真實(shí)值。所以有：整理得：

即測(cè)量值比真實(shí)值偏小。當(dāng)時(shí)，，所以當(dāng)所以當(dāng)

時(shí)，可選擇電流表外接法。內(nèi)接法誤差分析電流表示數(shù)為通過(guò)Rx的電流的真實(shí)值，由于電流表有內(nèi)阻，會(huì)分得電壓，故電壓示數(shù)要大于Rx兩端的真實(shí)電壓。所以有：

，即測(cè)量值比真實(shí)值偏大當(dāng)

時(shí)，

，所以當(dāng)

時(shí)，可選擇電流表內(nèi)接法。慶威物理

當(dāng)

（即)時(shí)用內(nèi)接法當(dāng)（即)時(shí)用外接法口訣：大內(nèi)小外；

大內(nèi)偏大，

小外偏小。如何判斷

還是

呢？若電壓表示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電流表分壓影響較大即

用外接；若電流表示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電壓表分流影響較大即

用內(nèi)接?！皟?nèi)外接”方法的選擇——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。當(dāng)電流表的內(nèi)阻已知時(shí)，無(wú)論待測(cè)電阻多大，均采用電流表內(nèi)接法；當(dāng)電壓表內(nèi)阻已知時(shí)，無(wú)論待測(cè)電阻多大，均采用電流表外接法，這兩種情況均無(wú)系統(tǒng)誤差。拓展滑動(dòng)變阻器的接法新知二限流式

U0SRABPRx分壓式

U0SPRxRAB滑動(dòng)變阻器的兩種接法滑動(dòng)變阻器兩種接法的對(duì)比以下3種情況必須用分壓接法：(1)當(dāng)要求電壓或電流從0變起時(shí);（零起必分壓）(2)當(dāng)待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總阻值時(shí);(3)當(dāng)采用限流接法，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)都不能保證電路的安全時(shí)。（注：當(dāng)兩種接法均可時(shí)，一般采用限流接法。）(1)當(dāng)采用限流接法時(shí)，選擇總電阻與待測(cè)電阻的阻值相接近的那一個(gè)。(2)當(dāng)采用分壓接法時(shí)，選擇總電阻小而額定電流大的那一個(gè)。滑動(dòng)變阻器的選擇新知三測(cè)金屬電阻率ESPRxAV三、實(shí)驗(yàn)器材

螺旋測(cè)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(cè)金屬導(dǎo)線、電池、滑動(dòng)變阻器。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量金屬絲的電阻率二、實(shí)驗(yàn)原理：如圖1.測(cè)直徑:在被測(cè)金屬絲上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑,并記錄;2.量長(zhǎng)度:測(cè)有效長(zhǎng)度,反復(fù)測(cè)量3次;3.連電路:按原理圖所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路;4.求電阻:改變滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)電路,整理好實(shí)驗(yàn)器材。實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)處理1、計(jì)算Rx的兩種方法。方法一：用Rx＝I(U)分別算出各次的數(shù)值，再取平均值。方法二：作U－I圖像，利用斜率求出Rx，如圖所示。2、計(jì)算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)l、d及Rx的值，代入電阻率計(jì)算式，得1.(2023·北京卷)采用圖甲所示的電路圖來(lái)測(cè)量金屬絲Rx的電阻率。【答案】(1)M當(dāng)堂鞏固(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在________(填“M”或“N”)端。(2)按照?qǐng)D甲連接實(shí)物圖，如圖乙所示。閉合開關(guān)前檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯(cuò)，該導(dǎo)線為________(填“a”“b”或“c”)。若閉合開關(guān)，該錯(cuò)誤連接會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題有_______________________________________________?！敬鸢浮?2)b移動(dòng)滑片時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)不變，均為零2.在設(shè)計(jì)測(cè)量金屬絲電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路時(shí)需要思考兩個(gè)問(wèn)題：①如何選擇電流表的接法？如圖所示，某同學(xué)采用試觸的方法，讓電壓表的一端接在A點(diǎn)，另一端先后接到B點(diǎn)和C點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)示數(shù)有明顯變化，而電流表示數(shù)沒有明顯變化據(jù)此應(yīng)該選擇電流表________（填寫“內(nèi)接”或“外接”）的電路。②如何選擇滑動(dòng)變阻器的接法？已知待測(cè)金屬絲的電阻約為20Ω，實(shí)驗(yàn)室提供的滑動(dòng)變阻器的最大阻值為5Ω，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，需要選擇滑動(dòng)變阻器的_______（填寫“分壓式”或“限流式”）接法?！敬鸢浮客饨?/p>

分壓式3.(2024山東卷)某學(xué)習(xí)小組對(duì)兩種型號(hào)鉛筆芯的電阻率進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)器材如下：學(xué)生電源（輸出電壓0~16V）滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，額定電流2A）；電壓表V（量程3V，內(nèi)阻未知）；電流表A（量程3A，內(nèi)阻未知）；待測(cè)鉛筆芯R（X型號(hào)、Y型號(hào)）；游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器，開關(guān)S，單刀雙擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干?；卮鹨韵聠?wèn)題：（1）使用螺旋測(cè)微器測(cè)量鉛筆芯直徑，某次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，該讀數(shù)為_______mm；【答案】（1）2.450

（2）把待測(cè)鉛筆芯接入圖乙所示電路，閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器滑片由最右端向左調(diào)節(jié)到合適位置，將單刀雙擲開關(guān)K分別擲到1、2端，觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化更明顯，則測(cè)量鉛筆芯電阻時(shí)應(yīng)將K擲到________（填“1”或“2”）端；（3）正確連接電路，得到Y(jié)型號(hào)鉛筆芯I-U圖像如圖丙所示，求得電阻RY=______Ω（保留3位有效數(shù)字）；采用同樣方法得到X型號(hào)鉛筆芯的電阻為1.70Ω；【答案】（2）1