科学测量金属丝的电阻率课件-高二上学期物理鲁科版

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第3章恒定电流鲁科版必修第三册第6节科学测量：金属丝的电阻率掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。01重点了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法。02难点学习目标测一段金属丝的电阻时，电流表采用内接法，还是外接法？ARxV由于金属丝阻值较小，故选择电流表外接法。测量约为10cm的金属丝的长度和直径分别选用什么测量工具比较合适？刻度尺的精度为1mm，测量10cm左右的长度较为合适螺旋测微器的精度为0.01mm，用来测几毫米的直径较为合适测金属丝的电阻率一、实验原理二、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

：金属丝的横截面积：金属丝的有效长度：金属丝的电阻

三、实验步骤(1)用螺旋测微器多次测量金属丝的直径，算出其平均值。测量次数123平均值导线长l/m

导线直径d/m

(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，填入你设计的表格中。(4)闭合开关，改变滑片位置，测出若干组电流、电压值，填入你设计的表格中。(5)测量结束后断开开关，拆除电路，整理实验器材。测量次数1234567电压U/V

电流I/A

四、数据处理1.公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压值取平均值。测量次数1234567电阻平均值电压U/V

电流I/A

电阻R/Ω2.图像法求电阻：作出U-I图像，由图像的斜率求出电阻值。连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点舍弃。∙∙∙∙∙∙

测量次数1234567电阻平均值电阻率ρ=R电压U/V

电流I/A

电阻R/Ω偶然误差长度测量、直径测量时造成的误差电压表、电流表读数造成的误差系统误差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。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，使电阻率偏小五、误差分析六、注意事项1.测量长度时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。2.测金属丝直径时要选三个不同位置进行测量，求其平均值。3.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在使待测电阻两端电压最小的位置。4.在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I不宜过大(电流表用0~0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。1.(2024·福州市高二期中)某实验小组想测量一段粗细均匀的合金材料的电阻率，用多用电表测得该合金材料的电阻Rx大约为5kΩ，除被测电阻外，还有如下实验仪器：A.电源(电压6V)B.电流表A1(量程0~1mA，内阻约为15Ω)C.电流表A2(量程0~300mA，内阻约为100Ω)D.电压表V(量程0~5V，内阻约5kΩ)E.滑动变阻器R1(0~20Ω，额定电流2A)F.开关、导线若干实验步骤如下：(1)上述器材中，应该选用的电流表是

(填写器材前面的字母)。

B(2)用螺旋测微器测合金材料的直径D，再用游标卡尺测出合金材料接入电路的有效长度L，示数如图所示，其直径D为

mm；其长度L为_____mm。

5.900100.25(3)为减小误差，应选用下列实验电路图进行实验，较合理的是

。

C(4)若电流表示数为I、电压表示数为U，则合金材料的电阻率的表达式为______(用U、I、L、D表示)，由于电表内阻的影响，本实验中合金材料电阻率的测量值

真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。

大于

2.小李同学在“测量金属丝的电阻率”实验中。(1)因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。将单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1=1.65V，电流表的示数如图乙所示；将单刀双掷开关K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2=1.75V，I1=0.33A。由此可知应采用电流表

(填“内”或“外”)接法。

外(2)完成上述实验后，小李同学进一步尝试用其他方法进行实验：此时所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的平均长度为50.00cm。①用螺旋测微器测量金属丝的直径如图丙所示。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、电压表、滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干。小李同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如表：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520图丁是测量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置于变阻器的一端。请根据上述表格的实验数据，补充完成图丁中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。③小李同学在坐标纸上建立U、I坐标系。如图