广东省高中物理第一轮总复习 第8章第3讲实验：测定金属的电阻率课件 粤教 新课标.ppt
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1、2021/8/8 星期日12021/8/8 星期日21.实验目的实验目的(1)学会使用各种常用电学仪器，会正确读数学会使用各种常用电学仪器，会正确读数.(2)学会使用螺旋测微器并掌握正确读数方法学会使用螺旋测微器并掌握正确读数方法.(3)学学会会用用伏伏安安法法测测量量电电阻阻的的阻阻值值，测测定定出出金金属的电阻率属的电阻率.(4)学学会会选选择择滑滑动动变变阻阻器器的的连连接接方方式式(分分压压、限流限流).2021/8/8 星期日32.实验原理实验原理用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测一一段段金金属属丝丝导导线线的的长长度度L，用用螺螺旋旋测测微微器器测测导导线线的的直直径径d，用用伏伏安安法
2、法测测导导线线的的电电阻阻R，由，由 ，得，得3.实验器材实验器材待待测测金金属属丝丝、米米尺尺、螺螺旋旋测测微微器器、电电压压表表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干.2021/8/8 星期日44.实验步骤实验步骤(1)用用螺螺旋旋测测微微器器在在导导线线的的三三个个不不同同位位置上各测一次，取直径置上各测一次，取直径d的平均值的平均值.(2)将将金金属属丝丝两两端端固固定定在在接接线线柱柱上上悬悬空空挂挂直直，用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量接接入入电电路路的的金金属属丝丝长长度度(即即有有效效长长度度)，反反复复测测量量三三次次，求求
3、出出平平均值均值L.2021/8/8 星期日5(3)选选择择恰恰当当的的器器材材，依依照照图图中中所所示示的的电电路路图图用用导导线线把把器器材材连连好好，并并把把滑滑动动变变阻阻器的阻值调至最大器的阻值调至最大.2021/8/8 星期日6(4)电电路路经经检检查查无无误误后后，闭闭合合开开关关S，改改变变滑滑动动变变阻阻器器滑滑动动片片的的位位置置，读读出出几几组组相相应应的的电电流流表表、电电压压表表的的示示数数I和和U的的值值，记记入入记记录录表表格格内内，断断开开开开关关S，求出电阻，求出电阻R的平均值的平均值.(5)将将测测得得R、L、d的的值值，代代入入电电阻阻率率计计算算公公式式
4、 中，计算出金属丝的电阻率中，计算出金属丝的电阻率.(6)整理好实验器材，实验结束整理好实验器材，实验结束.2021/8/8 星期日75.注意事项注意事项(1)本本实实验验中中待待测测金金属属导导线线的的电电阻阻值值较较小小，为为了了减减小小实实验验的的系系统统误误差差，必必须须采采用用电电流流表表外外接法；接法；(2)测测量量待待测测金金属属导导线线的的有有效效长长度度，是是指指测测量量待待测测导导线线接接入入电电路路的的两两个个端端点点之之间间的的长长度度，即即电电压压表表两两并并入入点点间间的的部部分分待待测测导导线线长长度度，测测量时应将导线拉直；量时应将导线拉直；2021/8/8 星
5、期日8(3)闭闭合合开开关关S之之前前，一一定定要要使使滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动片处在有效电阻值最大的位置；动片处在有效电阻值最大的位置；(4)在在用用伏伏安安法法测测电电阻阻时时，通通过过待待测测导导线线的的电电流流的的值值不不宜宜过过大大(电电流流表表用用00.6A量量程程)，通通电电时时间间不不宜宜过过长长，以以免免金金属属导导线线的的温温度度过过高高，造造成成其其电电阻阻率率在实验过程中增大在实验过程中增大.2021/8/8 星期日96.测量电路的选择测量电路的选择 (1)测量电路电流表测量电路电流表“内接法内接法”与与“外接法外接法”比较比较电流电流表表原理图原理图测测量量值值
6、与与真真实实值关系值关系测量结果测量结果内内接接法法U测测=UA+Ux真真Ux真真I测测=Ix真真外外接接法法U测测=Ux真真I测测=IV+Ix真真Ix真真2021/8/8 星期日10(2)电流表内接法与外接法的选择方法电流表内接法与外接法的选择方法临界值判断法临界值判断法由由误误差差分分析析知知电电阻阻的的临临界界值值为为：R临临=，当，当Rx时用内接；当时用内接；当Rx 时用外接时用外接.2021/8/8 星期日11测试判断法测试判断法当当Rx、RA、RV大大约约值值都都不不清清楚楚就就用用测测试试判判断断法法.如如图图所所示示，将将单单刀刀双双掷掷开开关关S分分别别接接触触a点点和和b点
7、点，若若看看到到安安培培表表示示数数变变化化比比伏伏特特表表示示数数变变化化大大，则则说说明明伏伏特特表表分分流流影影响响较较大大，应应该该选选内内接接法法；若若伏伏特特表表示示数数变变化化比比安安培培表表示示数数变变化大，则说明安培表分压影响较大，应该选外接法化大，则说明安培表分压影响较大，应该选外接法.2021/8/8 星期日127.供电电路的选择供电电路的选择(1)限流式和分压式的比较限流式和分压式的比较(假设内阻假设内阻r=0)两两种种接接法法电电路路图图滑滑动动电电阻阻使使用特点用特点负负载载Rx上上电电压压调节范围调节范围负负载载Rx上上电电流流调节范围调节范围限限流流式式只只使使
8、用用aP段段.Pb段段 无无 电电流通过流通过分分压压式式aP段段和和Pb段段均均有有电电流流通通过过0UxE2021/8/8 星期日13(2)限流式和分压式的选择限流式和分压式的选择如如果果滑滑动动变变阻阻器器的的额额定定电电流流够够用用，在在下下列列三三种种情情况况下必须采用分压接法：下必须采用分压接法：a.用电器的电压或电流要求从零开始连续可调用电器的电压或电流要求从零开始连续可调.b.要要求求用用电电器器的的电电压压或或电电流流变变化化范范围围大大，但但滑滑动动变变阻阻器器的阻值小的阻值小.c.采采用用限限流流接接法法时时限限制制不不住住电电表表超超量量程程，用用电电器器超超额额定定值
9、值.若若Rx比比R0小小得得多多，则则选选择择限限流流；若若Rx与与R0接接近近，则则分分压、限流都可以；若压、限流都可以；若Rx比比R0大得多，则选择分压大得多，则选择分压.2021/8/8 星期日14主题主题(1)(1)螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数在在“测测定定金金属属的的电电阻阻率率”的的实实验验中中，用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量金金属属丝丝直直径径时时的的刻刻度度位位置置如如图图8-3-1所所示示，用米尺测量金属丝的用米尺测量金属丝的图图8-3-1 长度长度l=0.810m.金属丝的电阻大约为金属丝的电阻大约为4，先用伏安，先用伏安法测出金属丝的电阻为法测出金属丝的电阻为Rx=
10、4.1，从图中读出金属丝，从图中读出金属丝的直径为的直径为mm，然后根据电阻定律计，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率为算出该金属材料的电阻率为m.0.1)10-6(0.5200.002)(1.12021/8/8 星期日15螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用 金金 属属 丝丝 的的 直直 径径 根根 据据 图图 中中 可可 读读 出出(0.5200.002)mm根据电阻定律，可得根据电阻定律，可得=(1.10.1)10-6m螺螺旋旋测测微微器器是是高高考考中中常常见见的的一一种种测测量量仪仪器器.螺螺旋旋测测微微器器的的读读数数是是由由固固定定刻刻度度的的读读数数(大大于于0.5mm部部分
11、分)+可可动动刻刻度度的的读读数数(小小于于0.5mm部部分分)，读数要有估算值，读数要有估算值.2021/8/8 星期日16主题主题(2)(2)实验器材和测量电路的选择实验器材和测量电路的选择有有一一个个电电阻阻Rx，其其阻阻值值大大约约是是25k，可可供供选择的器材是：选择的器材是：电流表电流表A1(0100A，2k)电流表电流表A2(0500A，300)电压表电压表V1(010V，100k)电压表电压表V2(050V，500k)直流稳压电源直流稳压电源E(15V，1A)滑动变阻器滑动变阻器R(1k，1W)电键电键K和若干根导线和若干根导线.2021/8/8 星期日17为为了了测测出出Rx
12、的的电电阻阻，试试选选择择适适当当的的器器材材，选选取取适适当当的的电电路路，使使测测量量尽尽可可能能准准确确，并画出电路图并画出电路图.器材和电路的选择器材和电路的选择2021/8/8 星期日18(1)若若滑滑动动变变阻阻器器用用限限流流接接法法，电电路路中中的的最最小小电电流流为为，超超过过两两表表的的量量程程，因因此此滑滑动动变阻器必须用分压式接法变阻器必须用分压式接法.若若电压表选电压表选V2(50V)，则电源电压，则电源电压15V不足其量程不足其量程的的13，所以电压表应选，所以电压表应选V1(10V).由于用分压式由于用分压式接法时，电阻接法时，电阻Rx中的最大电流为中的最大电流为
13、，所以电流表选，所以电流表选A2(500A).2021/8/8 星期日19(2)安安培培表表内内接接法法和和外外接接法法的的选选择择：因因为为Rx=25kRA=300，所所以以采采用用安安培培表内接法表内接法.2021/8/8 星期日20仪仪器器选选择择一一般般考考虑虑三三方方面面的的因因素素：(1)安安全全因因素素：如如通通过过电电源源、电电阻阻、电电流流表表、电电压压表表的的电电流流不不超超过过允允许许的的额额定定电电流流；(2)误误差差因因素素：如如选选用用电电表表量量程程应应考考虑虑尽尽量量减减小小测测量量值值的的相相对对误误差差，电电压压表表、电电流流表表在在使使用用时时，要要用用尽
14、尽可可能能使使指指针针接接近近满满刻刻度度的的量量程程，其其指指针针应应偏偏转转到到满满刻刻度度的的23左左右右，即即在在量量程程符符合合要要求求的的情情况况下下选选择择量量程程小小的的，则则偏偏角角变变大大；(3)便便于于操操作作：如如选选用用滑滑动动变变阻阻器器应应考考虑虑对对外外供供电电电电压压的的变变化化范范围围既既能能满满足足实实验验要要求求，又又便便于于调调节节，滑滑动动变变阻阻器器调调节节时时应应用到大部分电阻线用到大部分电阻线.2021/8/8 星期日21在在用用伏伏安安法法测测定定金金属属丝丝的的电电阻阻时时，除除待测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：待测电阻丝外，还有如下
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