新教材必修三 第十一章电路及其应用 3 实验2金属丝电阻率的测量课件

实验2金属丝电阻率的测量第十一章

3实验：导体电阻率的测量实验2金属丝电阻率的测量第十一章3实验：导体电阻率的测明确原理提炼方法精析典题提升能力随堂演练逐点落实内容索引NEIRONGSUOYIN明确原理提炼方法精析典题提升能力随堂演练逐点落实内容索明确原理提炼方法01明确原理提炼方法011.实验原理(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(

).电路原理图如图1所示.(2)用

测出金属丝的有效长度l，用_______

测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝

).图1毫米刻度尺螺旋测微器1.实验原理图1毫米刻度尺螺旋测微器2.实验器材螺旋测微器或

、

、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电池、

.3.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录.(2)连电路：按如图1所示的电路图连接实验电路.(3)测长度：用

测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录.游标卡尺毫米刻度尺滑动变阻器毫米刻度尺2.实验器材游标卡尺毫米刻度尺滑动变阻器毫米刻度尺(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值

的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材.4.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的______作为测量结果.(2)图像法：可建立U－I坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用图像的

来求出电阻值R.最大平均值斜率(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻5.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，必须选择电流表外接法；(2)测量l时应测接入电路的金属丝的

长度(即两接线柱之间的长度，且金属丝伸直)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(3)电流不宜过

(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜

，以免电阻率因温度升高而变化.有效大太长5.注意事项有效大太长精析典题提升能力02精析典题提升能力02实验原理及操作一例1在“金属丝电阻率的测量”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图2所示，金属丝的匝数为39，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，图2解析从题图中可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.53cm，故直径为≈0.0649cm＝0.649mm(0.645～0.651mm均可).(1)从图中得出金属丝的直径为________________________mm.0.649(0.645～0.651均可)实验原理及操作一例1在“金属丝电阻率的测量”的实验中，用刻(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0～3V，内阻约10kΩB.电压表0～15V，内阻约50kΩC.电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩD.电流表0～3A，内阻约0.01ΩE.滑动变阻器，0～10ΩF.滑动变阻器，0～100Ω①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)EAC(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：EA解析因为两节干电池的电压是3V，故用3V量程的电压表A；因为金属丝的电阻大约为5Ω，如果把3V的电压全加在金属丝上，电流才是0.6A，因此用量程是0.6A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5Ω，为了减小实验误差且便于调节，应选10Ω的滑动变阻器E.解析因为两节干电池的电压是3V，故用3V量程的电压表A②实验中某同学的实物连线如图3所示，请指出该同学实物连线中的两处明显错误.图3错误a：_______________________________；错误b：____________________.导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法解析错误a：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误b：采用了电流表内接法.②实验中某同学的实物连线如图3所示，请指出该同学实物连线中的实验数据处理二例2在“金属丝电阻率的测量”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50cm.图4(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(0.395～0.399均可)解析螺旋测微器的读数为0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm.实验数据处理二例2在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(电压3V)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(电压这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图5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U－I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx＝_________________Ω(保留两位有效数字).图5答案见解析图4.4(4.3～4.7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，如图所示.图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.4Ω.这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图5所示，图中已(3)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________.A.1×10－2Ω·m B.1×10－3Ω·mC.1×10－6Ω·m D.1×10－8Ω·m≈1×10－6Ω·m，故选项C正确.√(3)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________针对训练用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率ρ，某实验小组测出了6组电压、电流值，并在U－I图像中进行描点，如图6所示.(1)根据图像中描点情况，写出分析数据求解R值的步骤：______________.答案见解析解析①作U－I图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点(左起第2个点)应舍弃；②求该直线的斜率k，则R＝k.图6针对训练用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率ρ，某实验(2)求出的电阻值R＝_________________________.(保留3位有效数字)229Ω(217～237Ω均正确)解析在图像中的直线上取两点，求出R≈229Ω.(2)求出的电阻值R＝___________________(3)待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图7甲、乙所示.由图可知其长度为________cm，直径为________cm.0.800解析题图甲读数l＝8mm＋0×0.02mm＝8.00mm＝0.800cm题图乙读数d＝1mm＋45×0.02mm＝1.90mm＝0.190cm图70.190(3)待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺(4)由以上数据可求出ρ＝_____________.(保留1位有效数字)8×10－2Ω·m(4)由以上数据可求出ρ＝_____________.(保留随堂演练逐点落实03随堂演练逐点落实031.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图8(a)和(b)所示.12图8(1)圆柱体的直径为_______mm，长度为_______cm.1.847

4.2401.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法解析由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，可动刻度示数为34.7×0.01mm＝0.347mm，螺旋测微器示数为1.5mm＋0.347mm＝1.847mm；12由题图(b)可知，游标卡尺主尺示数为4.2cm，游标尺示数为8×0.05mm＝0.40mm，游标卡尺示数为42mm＋0.40mm＝42.40mm＝4.240cm；解析由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝______.12(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端间的电压为U，圆柱体2.在“金属丝电阻率的测量”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，实验室备有下列实验器材：A.电压表

(量程0～3V，内阻约为15kΩ)；B.电压表

(量程0～15V，内阻约为75kΩ)；C.电流表

(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)；D.电流表

(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)；E.滑动变阻器R1(0～10Ω，0.6A)；F.滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)；G.电池组E(3V)；H.开关S，导线若干.122.在“金属丝电阻率的测量”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_________(填器材前面的序号).12ADEGH解析由于电源电动势为3V，所以电压表应选A；被测电阻约为5Ω，电路中的最大电流约为I＝0.6A，电流表应选D；根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选E；还要选用电池组和开关，导线若干.故应选用的实验器材有A、D、E、G、H.(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_________((2)为减小实验误差，本实验采用电路图如图9所示.请把如图10中的实物图用线连接起来.12答案见解析图图9图10(2)为减小实验误差，本实验采用电路图如图9所示.请把如图112解析实物连接如图所示.12解析实物连接如图所示.(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图11所示，则金属丝的直径为______________________mm，电阻值为_____Ω.2.40.636(0.634～0.638均可)图11解析从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.636mm，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20V，从电流表可以读出通过电阻的电流为0.50A，12(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋实验2金属丝电阻率的测量第十一章

3实验：导体电阻率的测量实验2金属丝电阻率的测量第十一章3实验：导体电阻率的测明确原理提炼方法精析典题提升能力随堂演练逐点落实内容索引NEIRONGSUOYIN明确原理提炼方法精析典题提升能力随堂演练逐点落实内容索明确原理提炼方法01明确原理提炼方法011.实验原理(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(

).电路原理图如图1所示.(2)用

测出金属丝的有效长度l，用_______

测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝

).图1毫米刻度尺螺旋测微器1.实验原理图1毫米刻度尺螺旋测微器2.实验器材螺旋测微器或

、

、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电池、

.3.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录.(2)连电路：按如图1所示的电路图连接实验电路.(3)测长度：用

测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录.游标卡尺毫米刻度尺滑动变阻器毫米刻度尺2.实验器材游标卡尺毫米刻度尺滑动变阻器毫米刻度尺(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值

的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材.4.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的______作为测量结果.(2)图像法：可建立U－I坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用图像的

来求出电阻值R.最大平均值斜率(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻5.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，必须选择电流表外接法；(2)测量l时应测接入电路的金属丝的

长度(即两接线柱之间的长度，且金属丝伸直)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(3)电流不宜过

(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜

，以免电阻率因温度升高而变化.有效大太长5.注意事项有效大太长精析典题提升能力02精析典题提升能力02实验原理及操作一例1在“金属丝电阻率的测量”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图2所示，金属丝的匝数为39，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，图2解析从题图中可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.53cm，故直径为≈0.0649cm＝0.649mm(0.645～0.651mm均可).(1)从图中得出金属丝的直径为________________________mm.0.649(0.645～0.651均可)实验原理及操作一例1在“金属丝电阻率的测量”的实验中，用刻(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0～3V，内阻约10kΩB.电压表0～15V，内阻约50kΩC.电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩD.电流表0～3A，内阻约0.01ΩE.滑动变阻器，0～10ΩF.滑动变阻器，0～100Ω①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)EAC(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：EA解析因为两节干电池的电压是3V，故用3V量程的电压表A；因为金属丝的电阻大约为5Ω，如果把3V的电压全加在金属丝上，电流才是0.6A，因此用量程是0.6A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5Ω，为了减小实验误差且便于调节，应选10Ω的滑动变阻器E.解析因为两节干电池的电压是3V，故用3V量程的电压表A②实验中某同学的实物连线如图3所示，请指出该同学实物连线中的两处明显错误.图3错误a：_______________________________；错误b：____________________.导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法解析错误a：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误b：采用了电流表内接法.②实验中某同学的实物连线如图3所示，请指出该同学实物连线中的实验数据处理二例2在“金属丝电阻率的测量”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50cm.图4(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(0.395～0.399均可)解析螺旋测微器的读数为0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm.实验数据处理二例2在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(电压3V)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(电压这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图5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U－I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx＝_________________Ω(保留两位有效数字).图5答案见解析图4.4(4.3～4.7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，如图所示.图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.4Ω.这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图5所示，图中已(3)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________.A.1×10－2Ω·m B.1×10－3Ω·mC.1×10－6Ω·m D.1×10－8Ω·m≈1×10－6Ω·m，故选项C正确.√(3)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________针对训练用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率ρ，某实验小组测出了6组电压、电流值，并在U－I图像中进行描点，如图6所示.(1)根据图像中描点情况，写出分析数据求解R值的步骤：______________.答案见解析解析①作U－I图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点(左起第2个点)应舍弃；②求该直线的斜率k，则R＝k.图6针对训练用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率ρ，某实验(2)求出的电阻值R＝_________________________.(保留3位有效数字)229Ω(217～237Ω均正确)解析在图像中的直线上取两点，求出R≈229Ω.(2)求出的电阻值R＝___________________(3)待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图7甲、乙所示.由图可知其长度为________cm，直径为________cm.0.800解析题图甲读数l＝8mm＋0×0.02mm＝8.00mm＝0.800cm题图乙读数d＝1mm＋45×0.02mm＝1.90mm＝0.190cm图70.190(3)待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺(4)由以上数据可求出ρ＝_____________.(保留1位有效数字)8×10－2Ω·m(4)由以上数据可求出ρ＝_____________.(保留随堂演练逐点落实03随堂演练逐点落实031.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图8(a)和(b)所示.12图8(1)圆柱体的直径为_______mm，长度为_______cm.1.847

4.2401.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法解析由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，可动刻度示数为34.7×0.01mm＝0.347mm，螺旋测微器示数为1.5mm＋0.347mm＝1.847mm；12由题图(b)可知，游标卡尺主尺示数为4.2cm，游标尺示数为8×0.05mm＝0.40mm，游标卡尺示数为42mm＋0.40mm＝42.40mm＝4.240cm；解析由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm