（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第八章恒定电流实验测量金属的电阻率课件.pptx

1、实验测量金属的电阻率,一、基本原理与操作,二、数据处理 1.在求Rx的平均值时可用两种方法,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。,【例1】 某实验小组尝试测量一段电阻丝的电阻率。可供选择的器材有： A.电池组E(电动势为3 V，内阻约5 )； B.电压表V(量程为03 V，内阻约15 k)；

2、 C.电阻箱R(0999.9 )； D.开关、导线若干。,教材原型实验,图1,完成下列填空： (1)把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图1甲所示，其读数为d_mm。 (2)将电阻丝两端固定在有刻度尺的接线板两端的接线柱上，在被固定的电阻丝上夹一个与接线柱c相连的小金属夹P。实验要求将a、c端接入电路，且将小金属夹P右移、电阻箱的阻值减小时，接入电路的电压表读数保持不变，如图乙所示，请用笔画线代替导线在图丙中完成电路的连接。,(3)图乙中电压表读数为U_V。 (4)改变金属夹P与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电压表读数保持不变，如图乙所示。重复多次，记录每

3、一次电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L，数据如表格所示。断开开关，整理实验器材。请在图丁中描点，并作出RL图象。,(5)根据RL图象和已知数据，可求出该电阻丝的电阻率为_m。(计算结果保留2位有效数字),解析(1)螺旋测微器的读数为0 mm40.00.01 mm0.400 mm。 (2)实验要求a、c接入电路，且P右移、电阻箱阻值减小时，电压表读数保持不变，则电阻箱和电阻丝应该串联，电压表测量两者的电压和。实验电路连接见答案图甲所示。 (3)电压表估读到0.01 V，故电压表读数为2.50 V。 (4)RL图象见答案图乙所示。,答案(1)0.400(2)如图甲所示(3)2.50(4)如图乙

4、所示(5)2.5106,实物连线的注意事项 (1)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来，其次将要并联的元件并联到电路中去。 (2)连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉。 (3)要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出。,在测量金属的电阻率的实验中，其核心是伏安法测电阻，伏安法是电阻测量的基本方法，测量电阻也可以使用多用电表的欧姆挡测量，除了以上两种方法，在一定的实验条件下，测量电阻还有四种巧妙方法：等效替代法、半偏法、差值法及电桥法。,实验拓展创新,测量某

5、电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则待测电阻与电阻箱连入的电阻是等效的。,1.电流等效替代,实验步骤： (1)按如图2所示的电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。,图2,(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。 (3)断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出电阻箱连入电路的阻值R0。 (4)此时R0与未知电阻Rx的阻值等效，即RxR0。,2.电压等效替代,实验步骤： (1)按如图

6、3所示电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。,图3,(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。 (3)断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U，读出电阻箱连入电路的阻值R0。 (4)此时R0与未知电阻Rx的阻值等效，即RxR0。,图4,实验时，先按图4连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 。将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1

7、，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 。实验得到的R2t数据见下表。,回答下列问题： (1)在闭合S1前，图4中R1的滑片应移动到_(填“a”或“b”)端。,(2)在图5的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2t曲线。,(3)由图5可得到RT在25.080.0范围内的温度特性。当t44.0 时，可得RT_。 (4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图6所示，该读数为_，则手心温度为_。,(3)由作出的R2t曲线可知，当t44.0 时，可得RT450 。 (4)根据图6所示读数为6100 210 10 0.10 620.0 ，由

8、作出的R2t曲线可知，当RT620.0 时，可得t33.0 。,解析(1)为了保护测量电路，在闭合S1前，图4中R1的滑片应移动到b端。,答案(1)b(2)图见解析(3)450(4)620.033.0,(2)做出的R2t曲线如图所示。,1.电流表半偏法 (1)实验步骤,图7,断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表读数等于其量程Im；,(2)实验条件：R1RA。 (3)测量结果：RA测R2RA。 (4)误差分析：当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻

9、，故测得的电流表的内阻偏小。,2.电压表半偏法,(1)实验步骤 按如图8所示连接实验电路；,图8,图9,实验步骤如下： 按电路原理图9连接线路； 将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图9中最左端所对应的位置，闭合开关S； 调节滑动变阻器，使电压表满偏； 保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。 回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。 (2)根据图9所示电路将图10中实物图连线。,图10,(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为

10、_(结果保留到个位)。 (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)。 A.100 A B.250 A C.500 A D.1 mA,解析(1)为了使电阻箱调节时，滑动变阻器分得的电压变化很小，分压电路中滑动变阻器的最大阻值越小越好，因此应选用R1。,答案(1)R1(2)连线如图所示(3)2 520(4)D,差值法测电阻需要两个电流表组合或两个电压表组合，测量某个电表的内阻或某电阻的阻值，此法可分为两种情况：,1.电流表差值法,图11,2.电压表差值法,图12,图13,解析(1)依电路图连接实物图如图,图14,【例5】 (2017全国卷)某同学

11、利用如图15(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500 )的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 )；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。,图15,(1)按原理图将图(b)中的实物连线。 (2)完成下列填空： R1的阻值为_ (填“20”或“2 000”)。 为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。 将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置，最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”) 将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2