《伏安法测电阻》课件3

伏安法测电阻,实验原理:,实验目的:用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。,根据电阻定律公式,只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。,实验器材:,被测金属导线，直流电源（4V）,电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50）,电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。,实验步骤:,1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S。,2按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。,3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度l,反复测量3次,求出其平均值。,4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。,5.将测得的R、l、d值,代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。,6拆去实验线路，整理好实验器材。,注意事项:,1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。,2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。,3实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。,4闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。,5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用00.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。,例：实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率=1.710-8m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。,将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零,图9（a）,（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；,D,（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为mm；（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）,解:（3）金属丝的直径为,d=0.260mm,（4）多用电表测得的金属丝电阻值,R=4，,0.260,12m或13m,（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。(只需写出简要步骤),（5）解:,使用多用电表的电压档位，接通电源,逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障。,使用多用电表的电阻档位,断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线断路故障。,（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表_(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_(填“V1”或“V2”)。（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。电路原理图和对应的实物连接如图,A1,V2,（2）解：,方案一：分压接法,方案二：限流接法,（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。,(3)解：,方案一：,需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺,主要操作步骤：,数出变阻器线圈缠绕匝数n,用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=L/n,用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1，可得电阻丝总长度,也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D2，得电阻丝总长度,重复测量三次,求出电阻丝直径和总长度的平均值,方案二：,需要的器