物理科学测量：金属丝的电阻率课件 2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

第6节科学测量：金属丝的电阻率第3章恒定电流导体的电阻率——反映材料导电性能的物理量。

伏安法刻度尺

可用螺旋测微器测出直径，计算

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、螺旋测微器、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线。一、伏安法测电阻测量电阻时，电流表与电压表接入的位置不同对实验结果会不会有影响呢？电流表外接法电流表内接法电压表示数：UV=Ux电流表示数：IA=IV+Ix测量值偏小<外接法的误差来源于电压表的分流。

1.电流表内、外接法误差分析电流表外接法

测量值偏大。内接法的误差来源于电流表的分压。

>电压表示数：UV=Ux+UA电流表示数：IA=Ix

电流表内接法电路选择

②临界值比较法：

采用外接法采用内接法ES

RABPRx滑动变阻器与待测电阻串联。可以调节电路中的电流，所以称为限流式接法。①电压调节范围小。不能从“0”开始调节。②电路简单，能耗小。2.滑动变阻器接法分析限流式接法滑动变阻器与待测电阻并联。通过调节与待测电阻并联部分的电阻来调节待测电阻两端的电压，所以称为分压式接法。①电压调节范围大。可以从“0”开始调节。②电路复杂，能耗大。ESPRxRAB分压式接法①若实验要求电压从零开始变化；②待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验需测量多组数据时或要求电压变化范围变化大时③若采用限流法电路中的电流或电压仍超过负载三种采用分压式接法的情况二、测量金属丝的电阻率

实验原理实验步骤(1)用螺旋测微器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，用刻度尺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。数据处理1.在求Rx的值时可用两种方法2.计算电阻率

误差分析1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。1.现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，其阻值Rx约为0.5Ω，允许通过的最大电流为0.5A。现有如下器材可供选择：电流表A(量程0.6A，内阻约为0.6Ω) 电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)待测电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω) 标准电阻R0(阻值5Ω)滑动变阻器R1(5Ω，2A) 滑动变阻器R2(200Ω，1.5A)直流电源E(输出电压为6V)开关S、导线若干课堂检测(1)下图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是

；

C(2)实验中滑动变阻器应该选择

(选填“R1”或“R2”)，并采用

接法；

解析：滑动变阻器若选用R2并采用限流式接法，调控范围小，操作不便，因而选择R1，并采用分压式接法。(3)根据你在(1)(2)中的选择，在图甲上完成实验电路的连接；

R1分压式(4)实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D，则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ=

；

(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示，则该电阻丝的直径D=

。

1.205mm(1.203~1.206mm均可)2.在测定金属电阻率的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该电阻丝的电阻率。(1)用螺旋测微器测出电阻丝的直径为d。(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(量程为0~3V，内阻约为3kΩ)电压表V2(量程为0~15V，内阻约为15kΩ)电流表A1(量程为0~100mA，内阻约为5Ω)电流表A2(量程为0~0.6A，内阻约为0.1Ω)滑动变阻器R1(0~5Ω) 滑动变阻器R2(0~1kΩ)电源(电动势为4.5V，内阻不计)为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电流表应选

，滑动变阻器应选

。

A1R1

(3)如图所示，将电阻丝拉直后，将其两端分别固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头，触头的另一端为接线柱c，当用手按下触头时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可在刻度尺上读出。实验中改变触头与电阻丝接触的位置后