物理课件：《实验：导体电阻率的测量》PPT精品课件(第2课时)

1、实验：导体电阻率的测量第十一章 电路及其应用第2课时1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法.2.了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法.学习目标技能储备精析典题随堂演练内容索引NEIRONGSUOYIN一、实验思路设计实验电路，如图1，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的 、 和直径d(S_)，由R 得：_(用R、S、l表示)_(用R、d、l表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率.技能储备电阻R长度l图1二、物理量的测量1.电阻的测量根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过UI图像求R.2.电阻丝有效长度的测量用

2、测量电阻丝 的有效长度l.反复测量多次，得到有效长度的平均值.刻度尺接入电路3.电阻丝直径的测量电阻丝比较细，所以我们选取 或 来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次，根据S_计算出电阻丝的横截面积S.螺旋测微器游标卡尺三、数据分析1.数据处理(1)公式法求电阻：测量多组 、 值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值.(2)图像法求电阻：作出UI图像，由图像的 求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑.电流电压斜率2.误差分析(1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大.(2)电阻丝长度

3、及电阻丝直径测量不准确.(3)采用电流表外接法测量电阻丝的电阻，使测量值比真实值小.一、实验原理和操作例1 (2019北京清华附中高二上期中)在“测定金属丝的电阻率”的实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图2甲所示，则该金属丝直径的测量值d_ mm.精析典题解析螺旋测微器固定刻度示数为零，可动刻度示数为38.40.01 mm0.384 mm，故d0.384 mm.0.384(0.3830.385均可)图2(2)按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15 ).实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：电压表V(量程03 V，内阻约3 k)；电流表A1(量程0200 m

4、A，内阻约3 )；电流表A2(量程03 A，内阻约0.1 )；滑动变阻器R1(050 )；滑动变阻器R2(0200 )；电源E(3 V，内阻不计).为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_，滑动变阻器应选_.(填器材的名称符号)A1R1(3)请根据如图乙所示电路图，用笔画线代替导线将图3中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小.答案见解析图图3解析接法如图所示.(4)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率_.(用题目所给字母和通用数学符号表示)二、实验数据处理例2 在“测定金属

5、丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图4所示，其读数应为_ mm(该值接近多次测量的平均值).0.398(0.3970.399均正确)图4解析螺旋测微器的读数为0 mm39.80.01 mm0.398 mm.(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(3 V)、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材按照图5正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：图5次数1234567U/V0.100

6、.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(3)图6是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏.答案见解析图图6解析实物图如图甲所示(4)这个小组的同学在坐标纸上建立UI坐标系，如图7所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线.由图线得到金属丝的阻值Rx_ (保留两位有效数字).答案见解析图图74.4(4.3

7、4.7均可)解析图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图乙所示.图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx4.4 .(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_.A.1102 m B.1103 mC.1106 m D.1108 mC1.为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出了如图8甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物图连接.答案见解析图123随堂演练图8解析将电表接入电路时注意电流要从正接线柱流入，连接图如图所示.1232.(2020西南大学附中期末)某同学在测量一种均匀新材料电阻丝的电阻率，已知待测电阻Rx约为6

8、.0 ，相关测量步骤如下：(1)用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度为l0.900 0 m.(2)用螺旋测微器测量电阻丝直径(如图9所示)，从图中读出电阻丝的直径为_ mm.1230.600图9解析螺旋测微器的读数为d0.5 mm10.00.01 mm0.600 mm.(3)现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材(要求测量结果尽量准确)：A.电池组(3 V，内阻约1 )B.电流表(03 A，内阻约0.025 )C.电流表(00.6 A，内阻约0.125 )D.电压表(03 V，内阻约3 k)E.电压表(015 V，内阻约15 k)F.滑动变阻器(020 ，额定电流1 A)G.滑动变

9、阻器(01 000 ，额定电流0.3 A)H.开关，导线实验时应选用的器材是_.(填写各器材的字母代号)123ACDFH解析需要电源，故选用A；因待测电阻约6 ，可知实验过程中电流较小，故选用电流表C；电源提供3 V电压，故选用电压表D；为了方便操作，选用阻值较小的滑动变阻器，故选用F；连接电路需要导线和开关，故选择H.1233.在“探究电阻与导体长度、横截面积的关系”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图10所示，金属丝的匝数为39，用刻度尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系.(1)从图中得出金属丝的直径为_mm.123图100.646(0.6440.649均可)123(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A.电压表03 V，内阻约10 kB.电压表015 V，内阻约50 kC.电流表00.6 A，内阻约0.05 D.电流表03 A，内阻约0.01 E.滑动变阻器，010 F.滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_.(填序号)123ACE解析因为两节干电池的电动势约为3 V，电压表选A；因为金属丝的电阻大约为5