高中物理 3.5实验1：测定金属的电阻率课件 鲁科选修31.ppt

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1、实验实验1测定金属的电阻率测定金属的电阻率2021/8/11 星期三11学会使用螺旋测微器及正确读数学会使用螺旋测微器及正确读数2学会用伏安法测电阻学会用伏安法测电阻3测定金属的电阻率测定金属的电阻率4掌握滑动变阻器的两种使用方法掌握滑动变阻器的两种使用方法2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32读读数数原原理理：精精密密螺螺纹纹的的螺螺距距为为0.5 mm，即即D每每旋旋转转一一周周，F前前进进或或后后退退0.5 mm，可可动动刻刻度度E上上的的刻刻度度为为50等等分分，每每一一小小格格表表示示0.01 mm.因因此此用用它它测测量量长长度度可可以以准准确确到到0.01 m

2、m，测测量量时时被被测测长长度度的的整整毫毫米米数数或或半半毫毫米米数数(若若表表示示半半毫毫米米的的刻刻线线已已露露出出)由由固定刻度上读出，小于固定刻度上读出，小于0.5 mm的部分由可动刻度的部分由可动刻度E读出读出3读读数数公公式式：固固定定刻刻度度B上上的的整整毫毫米米数数0.5 mm(判判断断是是否否露出露出)0.01 mm对齐格数对齐格数(估读估读)2021/8/11 星期三44注意事项：注意事项：(1)测测量量时时，当当F将将要要接接触触被被测测物物体体时时，要要停停止止使使用用D，改改用用D，以以避避免免F和和被被测测物物体体间间产产生生过过大大的的压压力力这这样样，既既可可

3、以以保保护护仪器又能保证测量结果准确仪器又能保证测量结果准确(2)读读数数时时，要要注注意意固固定定刻刻度度上上表表示示半半毫毫米米的的刻刻度度线线是是否否已已经经露露出出读读数数时时要要准准确确到到0.01 mm，估估读读到到0.001 mm即即测测量量结结果果若用若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位为单位，则小数点后面必须保留三位(3)测测量量圆圆柱柱体体直直径径时时，应应在在三三个个不不同同位位置置上上各各测测量量一一次次，求出它们的平均值求出它们的平均值(4)测测量量完完毕毕应应用用软软布布将将千千分分尺尺擦擦拭拭干干净净，并并在在测测砧砧与与测测微微螺杆之间留出一点间隙后，再放入

4、盒内螺杆之间留出一点间隙后，再放入盒内2021/8/11 星期三52021/8/11 星期三62电路的两种接法电路的两种接法2021/8/11 星期三73.选择电流表内、外接的常用方法选择电流表内、外接的常用方法(1)直直接接比比较较法法：适适用用于于Rx、RA、RV的的大大小小大大致致可可以以估估计计，当当RxRA时时，采采用用电电流流表表内内接接法法，当当RxRV时时，采采用用电电流流表表外外接接法法，即即大大电电阻阻用用电电流流表表内内接接法法，小小电电阻阻用用电电流流表表外外接接法法，可可记忆为记忆为“大内小外大内小外”2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9(3)试试

5、触触法法：适适用用于于Rx、RV、RA的的阻阻值值关关系系都都不不能能确确定定的的情情况况，如如下下图图所所示示，把把电电压压表表的的接接线线端端分分别别接接b、c两两点点，观观察察两两电电表表的的示示数数变变化化，若若电电流流表表的的示示数数变变化化明明显显，说说明明电电压压表表的的分分流流对对电电路路影影响响大大，应应选选用用电电流流表表内内接接法法，若若电电压压表表的的示示数数有有明明显显变变化化，说说明明电电流流表表的的分分压压作作用用对对电电路路影影响响大大，所所以以应应选选电电流流表表外接法外接法2021/8/11 星期三10被被测测金金属属导导线线、螺螺旋旋测测微微器器、米米尺尺

6、、电电压压表表、电电流流表表、直直流电源、开关、滑动变阻器、导线若干流电源、开关、滑动变阻器、导线若干2021/8/11 星期三11一、测量直径一、测量直径用用螺螺旋旋测测微微器器在在被被测测金金属属导导线线上上三三个个不不同同的的位位置置各各测测一一次次直径，求出其平均值直径，求出其平均值d.二、连接电路及测量二、连接电路及测量1.按右图所示电路图连结好用伏安法测电阻的实验电路按右图所示电路图连结好用伏安法测电阻的实验电路2021/8/11 星期三122用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量接接入入电电路路中中的的被被测测金金属属导导线线的的有有效效长长度，反复测量度，反复测量3次，求出其平均值次

7、，求出其平均值l.3把把滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片调调节节到到使使接接入入电电路路中中的的电电阻阻值值最最大大的的位位置置，电电路路经经检检查查确确认认无无误误后后，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，填入记录表格内，断开开关填入记录表格内，断开开关S.求出导线电阻求出导线电阻R的平均值的平均值2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三141本本实实验验中中被被测测金金属属导导线线的的电电阻阻值值较较小小，因因此此实实验验电电路路必必须用电流表外接法须用电流

8、表外接法2实实验验连连线线时时，应应先先从从电电源源的的正正极极出出发发，依依次次将将电电源源、开开关关、电电流流表表、待待测测金金属属导导线线、滑滑动动变变阻阻器器连连成成主主干干线线路路(闭闭合合电电路路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端3测测量量被被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，亦亦即即电电压压表表两两端端点点间间的的待待测测导导线线长度，测量时应将导线拉直长度，测量时应将导线拉直.2021/8/11 星期三154在在用用伏伏安安法法测测电

9、电阻阻时时，通通过过待待测测导导线线的的电电流流强强度度I不不宜宜过过大大(电电流流表表用用00.6 A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温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大5求求R的的平平均均值值可可用用两两种种方方法法：第第一一种种是是用用RU/I算算出出各各次次的的测测量量值值，再再取取平平均均值值；第第二二种种是是用用图图象象(UI图图线线)来来求求出出若若采采用用图图象象法法，在在描描点点时时，要要尽尽量量使使各各点点间间的的距距离离拉拉大大一一些些，连连线线时时要要尽尽可可能能的的让让各

10、各点点均均匀匀分分布布在在直直线线的的两两侧侧，个个别别明明显显偏偏离较远的点可以不予考虑离较远的点可以不予考虑2021/8/11 星期三161测测量量金金属属丝丝直直径径时时出出现现误误差差：(1)金金属属丝丝本本身身直直径径并并不不严严格格均均匀匀；(2)螺螺旋旋测测微微器器本本身身有有误误差差；(3)读读数数时时观观测测有有误误差差因因此此测测量量时时要要在在金金属属丝丝的的不不同同部部位位，且且不不同同方方向向上上多多测测几几次次2测测量量金金属属丝丝长长度度时时出出现现误误差差：(1)长长度度为为接接入入电电路路的的有有效效长长度度；(2)读读数数时时观观测测有有误误差差，因因此此要

11、要把把金金属属丝丝拉拉紧紧拉拉直直，测测量时在接线柱压线处测，多测几次量时在接线柱压线处测，多测几次2021/8/11 星期三173电电阻阻R测测量量本本身身有有误误差差，因因用用外外接接法法R测测R真真因因此此测测真真4通通电电电电流流过过大大，时时间间过过长长，金金属属丝丝发发热热、电电阻阻率率变变化化测量时要迅速果断，避免其发热测量时要迅速果断，避免其发热2021/8/11 星期三18 在用螺旋测微器测金属丝的直径时，如下图所示在用螺旋测微器测金属丝的直径时，如下图所示 2021/8/11 星期三19(1)da、db、dc分别为多少？分别为多少？(2)下列说法正确的是下列说法正确的是()

12、A千分尺精度为千分之一毫米千分尺精度为千分之一毫米B千分尺能准确测量金属丝直径千分尺能准确测量金属丝直径C上上面面的的da、db、dc可可能能是是同同一一同同学学分分别别测测量量同同一一根根金金属属丝的三个不同位置得到的结果，误差较大丝的三个不同位置得到的结果，误差较大D上上面面的的da、db、dc可可能能是是三三个个同同学学分分别别测测量量三三根根不不同同金金属丝直径得到的结果，误差不一定较大属丝直径得到的结果，误差不一定较大2021/8/11 星期三20【解解析析】(1)(a)中中da4.5 mm23.60.01 mm4.736 mm，(b)中中db4 mm15.00.01 mm4.150

13、 mm，(c)中中dc7.5 mm3.00.01 mm7.530 mm.(2)千千分分尺尺的的精精度度0.5 mm/500.01 mm，可可以以读读到到千千分分之之一一毫毫米米，A错错，能能较较为为精精确确地地测测量量金金属属丝丝的的直直径径，但但也也会会有有误误差差，B错错，da、db、dc三三个个数数值值相相差差太太大大不不可可能能是是同同一一根根金金属属丝丝直直径径的的三三次次测测量量结结果果，可可能能是是测测量量三三根根不不同同金金属属丝丝的的结结果果，且且误误差差不一定大，不一定大，C错，错，D对对【答案】【答案】(1)4.736 mm4.150 mm7.530 mm(2)D2021

14、/8/11 星期三21 (1)某某同同学学用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量一一金金属属丝丝的的直直径径，测测微微器器的的示数如下图所示，该金属丝直径的测量值为示数如下图所示，该金属丝直径的测量值为_ mm.(2)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，被被测测金金属属丝丝的的电电阻阻大大约约为为6.现现先先用用刻刻度度尺尺测测出出金金属属丝丝的的长长度度l；接接着着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d，再再用用伏伏安安法法测测出出金金属属丝丝两两端端的的电电压压U和和通通过过金金属属丝丝的的电电流流I，计计算算出出它它的的电电阻阻，最最后后根根据据电电阻阻定

15、定律律计计算算出出该金属材料的电阻率该金属材料的电阻率2021/8/11 星期三22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，除除被被测测的的电电阻阻丝丝外外，还还有如下供选择的实验器材：有如下供选择的实验器材：直流电源直流电源E：电动势约：电动势约4.5 V，内阻很小；，内阻很小；电流表电流表A1：量程：量程00.6 A，内阻为，内阻为0.125；电流表电流表A2：量程：量程03.0 A，内阻为，内阻为0.025；电压表电压表V1：量程：量程03 V，内阻为，内阻为3 k；电压表电压表V2：量程：量程015 V，内阻为，内阻为15 k；滑滑动动变变阻阻器器R1：最最大大阻阻值

16、值10，允允许许通通过过的的最最大大电电流流为为0.2 A；滑滑动动变变阻阻器器R2：最最大大阻阻值值20，允允许许通通过过的的最最大大电电流流为为1.0 A；开关、导线等；开关、导线等2021/8/11 星期三23要求有较高的测量精度，并能测得多组数据要求有较高的测量精度，并能测得多组数据在在可可供供选选择择的的器器材材中中，应应该该选选用用的的电电流流表表是是_，应应该该选选用用的的电电压压表表是是_，应应该该选选用用的的滑滑动动变变阻阻器器是是_根根据据所所选选的的器器材材，如如下下图图所所示示虚虚线线框框中中画画出出实实验验电电路路图图写写出出用用测测得得的的物物理理量量表表示示的的计

17、计算算电电阻阻率率的的表表达达式式(用用字字母母表示表示)：_.2021/8/11 星期三24【解解析析】(1)先先读读出出固固定定刻刻度度的的整整毫毫米米数数，再再看看半半刻刻度度是是否否露露出出，若若已已露露出出，加加上上0.5 mm，然然后后再再读读出出可可动动刻刻度度上上的的格格数数0.01 mm，则读数为：，则读数为：2 mm0.5 mm29.30.01 mm2.793 mm.(2)由由实实验验器器材材中中知知电电源源电电动动势势约约为为4.5 V，实实验验用用的的金金属属丝丝电电阻阻一一般般较较小小，干干路路中中的的最最大大电电流流大大约约只只有有零零点点几几安安，故故电电流流表表

18、选选A1，电电压压表表选选V1，滑滑动动变变阻阻器器R1的的最最大大电电流流0.2 A太太小小，影响测量的范围，所以滑动变阻器选影响测量的范围，所以滑动变阻器选R2.2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三262021/8/11 星期三271测金属的电阻率实验中，下列操作正确的是测金属的电阻率实验中，下列操作正确的是()A若若待待测测金金属属导导线线是是漆漆包包线线，应应用用火火烧烧去去表表面面的的漆漆皮皮，轻轻轻轻抹抹去去灰灰尘尘后后再再测测金金属属丝丝的的直直径径，两两端端接接头头部部分分用用砂砂布布打打磨磨干干净，保证接触良好净，保证接触良好B用用米米尺尺反反复复3次次测

19、测量量导导线线的的总总长长，求求其其平平均均值值，然然后后将将导线接入电路中导线接入电路中C估计待测金属线电阻值大小，选择合适仪器和实验电路估计待测金属线电阻值大小，选择合适仪器和实验电路D闭闭合合开开关关S，不不断断增增大大变变阻阻器器接接入入电电路路的的有有效效阻阻值值，记记录几组对应的电流值和电压值，计算导线的电阻录几组对应的电流值和电压值，计算导线的电阻R【答案】【答案】AC2021/8/11 星期三282如如右右图图给给出出了了用用电电压压表表、电电流流表表测测量量同同一一导导体体电电阻阻的的两两种种电电路路图图，考考虑虑电电流流表表、电电压压表表内内阻阻的的影影响响，测测量量时时把

20、把电电压压表表示示数数U和和电电流流表表示示数数I的的比比值值作作为为电电阻阻的的测测量量值值即即RU/I，这这种种方方法法叫叫伏伏安安法法则则下下列列关关系系关关于于R的的测测量量值值说说法法中中正正确确的的是是()A甲、乙两种电路测量值一样大甲、乙两种电路测量值一样大B甲种电路测量值比真实值偏大甲种电路测量值比真实值偏大C乙种电路测量值比真实值偏大乙种电路测量值比真实值偏大D乙种电路测量值比真实值偏小乙种电路测量值比真实值偏小【答案】【答案】C2021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30【答案】【答案】B2021/8/11 星期三314用用伏伏安安法法测测电电阻阻，可可采采

21、用用下下图图所所示示的的甲甲、乙乙两两种种接接法法如所用电压表内阻为如所用电压表内阻为5 000，电流表内阻为，电流表内阻为0.5.(1)当测量当测量100 左右的电阻时，宜采用左右的电阻时，宜采用_电路电路(2)现现采采用用乙乙电电路路测测量量某某电电阻阻的的阻阻值值时时，两两电电表表的的读读数数分分别别为为10 V、0.5 A，则则此此电电阻阻的的测测量量值值为为_，真真实实值值为为_.2021/8/11 星期三32【答案】【答案】(1)甲甲(2)2020.082021/8/11 星期三335在在“测测定定金金属属的的电电阻阻率率”实实验验中中，某某同同学学进进行行了了如如下下测测量：量：

22、(1)用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量接接入入电电路路中中的的被被测测金金属属丝丝的的有有效效长长度度测测量量3次次，求求出出其其平平均均值值l.其其中中一一次次测测量量结结果果如如下下图图甲甲所所示示，金金 属属 丝丝 的的 另另 一一 端端 与与 刻刻 度度 尺尺 的的 零零 刻刻 线线 对对 齐齐，图图 中中 读读 数数 为为_cm.用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量金金属属丝丝的的直直径径，选选不不同同的的位位置置测测量量3次次，求求出出其其平平均均值值d.其其中中一一次次测测量量结结果果如如下下图图乙乙所所示，图中读数为示，图中读数为_mm.2021/8/11 星期三34(2)采采用用

23、右右图图所所示示的的电电路路测测量量金金属属丝丝的的电电阻阻电电阻阻的的测测量量值值比比真真实实值值_(填填“偏偏大大”或或“偏偏小小”)最最后后由由公公式式_计计算算出出金金属属丝丝的的电电阻阻率率(用用直直接接测测量量的的物物理理量量表表示示)2021/8/11 星期三35(3)请请你你根根据据以以上上的的电电路路图图在在图图中中进进行行实实物物连连线线电电流流表表选选0.6 A量程，电压表选量程，电压表选3 V量程量程2021/8/11 星期三362021/8/11 星期三372021/8/11 星期三386.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

24、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右右图图所所示示，用用米米尺尺测测量量金金属属丝丝的的长长度度l0.810 m金属丝的电阻大约为金属丝的电阻大约为4，先用伏安法测出金，先用伏安法测出金属属丝丝的的电电阻阻，然然后后根根据据电电阻阻定定律律计计算算出出该该金金属属材材料料的的电电阻阻率率(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.2021/8/11 星期三39(2)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，除除被被测测电电阻阻丝丝外外，还还有如下供选择的实验器材：有如下供选择的实验器材：A直流电源：电动势约直流电源：电动势约4.5 V

25、，内阻很小；，内阻很小；B电流表电流表A1：量程：量程00.6 A，内阻，内阻0.125；C电流表电流表A2：量程：量程03.0 A，内阻，内阻0.025；D电压表电压表V：量程：量程03 V，内阻，内阻3 k；E滑动变阻器滑动变阻器R1：最大阻值：最大阻值10；F滑动变阻器滑动变阻器R2：最大阻值：最大阻值50；G开关、导线等开关、导线等2021/8/11 星期三40在在可可供供选选择择的的器器材材中中，应应该该选选用用的的电电流流表表是是_，应应选用的滑动变阻器是选用的滑动变阻器是_(3)根根据据所所选选的的器器材材，在在下下图图所所示示的的方方框框中中画画出出实实验验电电路路图图2021/8/11 星期三41【答案】【答案】(1)0.520(2)A1R1(3)如下图如下图2021/8/11 星期三422021/8/11 星期三43