2020春新教材高中物理 第3章 恒定电流 第6节 科学测量：金属丝的电阻率课件 鲁科版必修第三册

第6节科学测量 金属丝的电阻率 2 伏安法测电阻的两种电路形式 二 测量金属丝的电阻率1 实验目的 1 测量金属丝的电阻率 2 学习伏安法测电阻的方法 2 实验器材刻度尺 学生电源 电压表 电流表 开关 金属丝 导线 螺旋测微器 滑动变阻器 3 实验原理 外 限流式 毫米刻度尺 螺旋测微器 4 实验步骤 1 用 在不同位置多次测量金属丝的直径 算出其平均值 2 把金属丝两端固定在接线柱上使其拉直 用 多次测量接入电路部分的金属丝的长度 算出其平均值 3 按设计的电路图连接电路 并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端 4 闭合开关 改变滑片位置 测出若干组电流 电压值 填入设计的表格中 5 测量结束后打开开关 拆除电路 整理实验器材 螺旋测微器 刻度尺 5 数据分析 6 注意事项 1 因一般金属丝电阻较小 为了减小实验的系统误差 必须选择电流表 法 2 本实验若用限流式接法 在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最 状态 3 测量l时应测接入电路中的金属丝的有效长度 即两接线柱之间的长度 在金属丝的3个不同位置上用 测量直径d 4 电流不宜过大 电流表用0 0 6a量程 通电时间不宜太长 以免电阻率因温度升高而变化 外接 大 螺旋测微器 试题案例 一 伏安法测电阻误差分析 例1 在伏安法测电阻的实验中 待测电阻rx约为200 电压表v的内阻约为2k 电流表a的内阻约为10 测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示 答案rx1大于小于 二 仪器读数和实验原理 例2 在 测定金属的电阻率 的实验中 某同学进行了如下测量 1 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度 测量3次 求出其平均值l 其中一次测量结果如图甲所示 金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐 图中读数为 cm 用螺旋测微器测量金属丝的直径 选不同的位置测量3次 求出其平均值d 其中一次测量结果如图乙所示 图中读数为 mm 2 采用如图所示的电路测量金属丝ab的电阻 调节滑动变阻器 若其中一次测量两表读数分别如图中 a b 所示 则电压表读数为 v 电流表读数为 a ab电阻的测量值大小为 保留1位小数 根据所连接的电路可知 该电阻的测量值比真实值 填 偏大 或 偏小 3 根据以上测量值 求出电阻率 m 答案保留两位有效数字 解析解析 1 刻度尺的最小分度是1mm 故金属丝的测量长度为24 13cm 螺旋测微器中主尺半毫米刻度线已露出 故金属丝的直径为0 518mm 答案 1 24 13 24 11 24 15cm之间均对 0 518 0 515 0 519mm之间均对 2 2 17 2 15 2 19v之间均对 0 1613 6 13 4 13 7 之间均对 偏小 3 1 2 10 5 三 实验过程和数据处理 例3 在 测定金属的电阻率 的实验中 所用金属电阻丝的电阻约为30 现通过以下实验测量该金属材料的电阻率 1 用螺旋测微器测量电阻丝直径 其示数如图甲所示 则该电阻丝直径的测量值d mm 2 实验中能提供的器材有开关 若干导线及下列器材 电压表v1 量程0 3v 内阻约3k 电压表v2 量程0 15v 内阻约15k 电流表a1 量程0 100ma 内阻约5 电流表a2 量程0 0 6a 内阻约0 1 滑动变阻器r1 0 10 滑动变阻器r2 0 1k 电源e 电压为4 5v 为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值 电压表应选 电流表应选 滑动变阻器应选 3 在图乙框中画出该实验的实验原理图 要求 能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量 4 利用测量数据画出u l图线 如图丙所示 其中 l0 u0 是u l图线上的一个点的坐标 根据u l图线 用电阻丝的直径d 电流i和坐标 l0 u0 可计算出电