测定金属的电阻率课件（共29张PPT）.ppt

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1、学 科网一、实验目的一、实验目的1 1掌握螺旋测微器的原理及读数方法掌握螺旋测微器的原理及读数方法2 2掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法流表和电压表的读数方法3 3会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率二、实验原理二、实验原理1 1螺旋测微器的构造原理及读数螺旋测微器的构造原理及读数2伏安法测电阻伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较内接法内接法外接法外接法电路图电路图误差原因误差原因电流表分压电流表分压U测测UxUA电压表分流电压表分流I测测

2、IxIV试触法：如图实试触法：如图实82所示，将电压表分别接在所示，将电压表分别接在a、c和和b、c两点两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接法，若电压表示数变化较大，则选用外接法法，若电压表示数变化较大，则选用外接法三、实验器材三、实验器材 被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干压表，滑动变阻器，开关，导线若干四、实验操作四、实验操作 1 1实验步骤实验步骤(1)(1)用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同用螺

3、旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值位置各测一次直径，求出其平均值d d，计算出导线的横截面积，计算出导线的横截面积S S. .(2)(2)按如图实按如图实8 83 3所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路验电路(3)(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量复测量3 3次，求出其平均值次，求出其平均值L L. .(4)(4)把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认

4、无误后，闭合开关最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S S，改变滑动变阻，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I I和和U U的的值，记入表格内，断开开关值，记入表格内，断开开关S.S.(5)(5)拆去实验线路，整理好实验器材拆去实验线路，整理好实验器材2数据处理数据处理测量数据填入下表中：测量数据填入下表中：zxxk五、注意事项五、注意事项1 1测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行度，应该在连入电路之后在拉直的情况下

5、进行2 2本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法外接法3 3开关开关S S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大4 4电流不宜太大电流不宜太大( (电流表用电流表用0 00.6 A0.6 A量程量程) )，通电时间不，通电时间不宜太长宜太长5 5实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端电压表并联在待测金属丝的两端六、误差

6、分析六、误差分析1 1金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量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是产生误差的主要来源之一2 2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流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表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小小3 3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差偶然误差4 4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差大，造成测量误差

7、 例例11在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图实测量金属丝直径时的刻度位置如图实8 84 4所示，用米尺所示，用米尺测出金属丝的长度测出金属丝的长度L L，金属丝的电阻大约为，金属丝的电阻大约为5 5 ，先用伏，先用伏安法测出金属丝的电阻安法测出金属丝的电阻R R，然后根据电阻定律计算出该金，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率属材料的电阻率(1)(1)从图中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为_mm._mm.(2)(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：为此取来两节新的干电池、电键和若干导

8、线及下列器材：A A电压表电压表0 03 V3 V，内阻，内阻10 k B10 k B电压表电压表0 015 V15 V，内阻，内阻50 k50 kC C电流表电流表0 00.6 A0.6 A，内阻，内阻0.05 D0.05 D电流表电流表0 03 A3 A，内阻，内阻0.01 0.01 E E滑动变阻器，滑动变阻器，0 010 F10 F滑动变阻器，滑动变阻器，0 0100 100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选，电流表应选_，滑动，滑动变阻器应选变阻器应选_( (填序号填序号) )实验中某同学的实物接线如图实实验中某同学的实物接线如图实8

9、 85 5所示，请指出该同学实物接线中的两处所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误明显错误错误错误1：_；错误错误2：_.答案答案(1)0.680(2)ACE错误错误1：导线连接：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误在滑动变阻器的滑片上错误2：采用了电流表内接法：采用了电流表内接法 例例22做测一金属电阻丝的电阻做测一金属电阻丝的电阻R Rx x的实验的实验(1)(1)某实验小组要用某实验小组要用“伏安法伏安法”测量电阻丝的电阻测量电阻丝的电阻R Rx x，已知电压表，已知电压表内阻约内阻约3k3k，电流表内阻约，电流表内阻约11，若采用图实，若采用图实8 86 6甲电路测量，甲电路测量，则则

10、R Rx x的测量值比真实值的测量值比真实值_(_(填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”) )若若R Rx x约约为为1010应采用图应采用图_(_(选选“甲甲”或或“乙乙”) )的电路，误差会比较的电路，误差会比较小小(2)(2)若该实验小组实验时，某次测量时电压表和电流表的示数如图若该实验小组实验时，某次测量时电压表和电流表的示数如图实实8 87 7所示，则电流表示数为所示，则电流表示数为_ A_ A，电压表读数为，电压表读数为_ V._ V.1 1( (双选双选) )在在“探究决定导线电阻的因素探究决定导线电阻的因素”的实验中，以下的实验中，以下 操作中错误的是操作中错误的是 ( () )A

11、 A用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中平均值，然后再将金属丝接入电路中B B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值直径，算出其平均值C C用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值后算出平均值D D实验中应保持金属丝的温度不变实验中应保持金属丝的温度不变AC2 2分别用图实分别用图实8 89 9所示的所示的(a)(a)、(b)(b)两种电路测量同一两种电路测量同一未知电阻的阻值图未知电阻的阻值图(

12、a)(a)中两表的示数分别为中两表的示数分别为3 V3 V、4 mA4 mA，图图(b)(b)中两表的示数分别为中两表的示数分别为4 V4 V、3.9 mA3.9 mA，则待测电阻，则待测电阻R Rx x的的真实值为真实值为 ( () )A略小于略小于1 kB略小于略小于750 C略大于略大于1 k D略大于略大于750 D组卷网3 3某小组的两位同学采用某小组的两位同学采用“伏安法伏安法”测金测金属丝的电阻的实验中，根据同一组数据属丝的电阻的实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图所示，自己的理解各作出一条图线，

13、如图所示，根据你对实验的理解，你认根据你对实验的理解，你认为为_同学的图线正确，根据你选择的图线算出该同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为金属丝的电阻为_.(_.(保留两位有效数字保留两位有效数字) )4 4某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为一段电线，用米尺测出其长度为L L，用螺旋测微器测得其直径为，用螺旋测微器测得其直径为D D，用多用电表，用多用电表测得其电阻值约为测得其电阻值约为22，为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选，为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元

14、件，设计了一个电路，重新测量这段导线了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线( (用用R Rx x表示表示) )的电阻的电阻A A电源电源E E( (电动势为电动势为3.0 V3.0 V，内阻不计，内阻不计) )B B电压表电压表V V1 1( (量程为量程为0 03.0 V3.0 V，内阻约为，内阻约为2 k)2 k)C C电压表电压表V V2 2( (量程为量程为0 015.0 V15.0 V，内阻约为，内阻约为6 k)6 k)D D电流表电流表A A1 1( (量程为量程为0 00.6 A0.6 A，内阻约为，内阻约为1 )1 )E E电流表电流表A A2 2( (量程为量程为0 0

15、3.0 A3.0 A，内阻约为，内阻约为0.1 )0.1 )F F滑动变阻器滑动变阻器R R1 1( (最大阻值最大阻值10 10 ，额定电流，额定电流2.0 A)2.0 A)G G滑动变阻器滑动变阻器R R2 2( (最大阻值最大阻值1 k1 k，额定电流，额定电流1.0 A)1.0 A)H H定值电阻定值电阻R R0 0( (阻值为阻值为3 )3 )I I开关开关S S一个，导线若干一个，导线若干(1)(1)如图实如图实8 81212是该实验小组用螺旋是该实验小组用螺旋测微器对铜芯电线直径的某次测量，测微器对铜芯电线直径的某次测量，其读数是其读数是_ mm._ mm.(2)(2)为提高实验

16、的精确度，请你为该实为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在下面的方验小组设计电路图，并画在下面的方框中框中(3)(3)实验时电压表选实验时电压表选_，电流表选，电流表选_，滑动，滑动变阻器选变阻器选_(_(只填代号只填代号) )(4)(4)某次测量时，电压表示数为某次测量时，电压表示数为U U，电流表示数为，电流表示数为I I，则该，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为：铜芯电线材料的电阻率的表达式为：_._.解析：解析：(1)(1)螺旋测微器读数时要注意固定螺旋测微器读数时要注意固定刻度上刻度上0.50.5刻度是否已露出，对可动尺读刻度是否已露出，对可动尺读数时要注意估读到小数

17、点后第三位，单数时要注意估读到小数点后第三位，单位为位为mmmm，读数为，读数为0.700 mm.0.700 mm.(2)(2)比较电压表内阻、电流表内阻和待测电阻的大小关比较电压表内阻、电流表内阻和待测电阻的大小关系，可得测量电路必须用电流表外接法，滑动变阻器采系，可得测量电路必须用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法和限流式接法均可用分压式接法和限流式接法均可( (如图所示如图所示) )5 5在在“测定金属丝的电阻率测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：的实验中，某同学进行了如下测量：(1)(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度测用毫米刻度尺测量接入电路中的

18、被测金属丝的有效长度测量量3 3次，求出其平均值次，求出其平均值l l. .其中一次测量结果如图实其中一次测量结果如图实8 81313甲所甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为_cm._cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量测量3 3次，求出其平均值次，求出其平均值d d. .其中一次测量结果如图实其中一次测量结果如图实7 71313乙乙所示，图中读数为所示，图中读数为_mm._mm.(2)(2)采用如图实采用如图实8 81414所示的电所示的电路测量金属丝的电阻电阻的测路测量金属丝的电阻电阻的测量值比真实值量值比真实值_(_(填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”) )最后由公式最后由公式_计算出金属丝的计算出金属丝的电阻率电阻率( (用直接测量的物理量表示用直接测量的物理量表示) )(3)(3)请你根据图实请你根据图实8 81414所示电路图在图实所示电路图在图实7 71515中进行中进行实物连线实物连线( (电流表选电流表选0.6 A0.6 A量程，电压表选量程，电压表选3 V3 V量程量程) )(3)实物连接如下图所示实物连接如下图所示