3.6 科学测量：金属丝的电阻率 课件（20张）-福建省莆田第二中学2021-2022学年高二物理鲁科版（2019）必修第三册

第6节 科学测量：金属丝的电阻率 一.伏安法测电阻 （1）电流表的内接法和外接法的比较 内 接 法 外 接 法 电 路 图 误差原因 电流表分压 U测=Ux+UA 电压表分流 I测=Ix+IV 内 接 法 外 接 法 电阻测量值 R测= =Rx+RA>Rx 测量值大于真实值 测量值小于真实值 适用条件 RA RV 口诀 大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大) 小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小) 内 接 法 外 接 法 电阻测量值 测量值小于真实值 适用条件 口诀 大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大) 小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小) （2）两种电路的选择 ①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻 进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。 ②比值法: 当 时,用电流表外接法; 当 时,用电流表内接法。 ③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。 实验目的 (1)测量金属丝的电阻率。 (2)学会伏安法测电阻的方法。 二、测量金属丝的电阻率 实验器材与电路 直流电流表 导线 被测金属丝 开关 电池组 滑动变阻器 直流电压表 螺旋测微器 毫米刻度尺 实验原理与设计 (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻，RX= (2)用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度l,用螺旋测微器测得金属丝的直径d,算出横截面积S= (3)根据电阻定律 得金属丝电阻率 1.直径测定 用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径， 求出其平均值d，计算出金属丝的横截面积S= 2.电路连接 按如图所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 实验过程 3.长度测量 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。 4.U、I测量 把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。 5.拆除实验线路，整理好实验器材。 1、本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减少实验的系统误差，必须采用电流表外接法； 2、实验连线时，应先从电源的正极出发依次将电源、电键、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后依次把电压表并联在待测金属丝的两端； 3、测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两并入点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直； 注意事项 4、闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置； 5、在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大（电流表用0～0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大； 6、求R的平均值可用两种方法：第一种是用算出各次的测量值，再到平均值；第二种是用图像U—I（图线）的斜率来求出。 例1.某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中, 通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω, 为了使测量结果尽量准确, 从实验室找到以下供选择的器材: A. 电池组(3 V, 内阻约1 Ω)B. 电流表A1(0～3 A, 内阻0.0125 Ω)C. 电流表A2(0～0.6 A, 内阻约0.125 Ω) D. 电压表V1(0～3 V, 内阻4 kΩ) E. 电压表V2(0～15 V, 内阻15 kΩ) F. 滑动变阻器R1(0～20 Ω, 允许最大电流1 A) G. 滑动变阻器R2(0～2000 Ω, 允许最大电流0.3 A) H. 开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用________(填写仪器前字母代号). 由于电源电动势为3 V, 则电压表选D 由I＝可知电路中最大电流约为0.5 A, 则电流表选C;   滑动变阻器要便于调节，故选F ACDFH 例2. 电阻丝的电阻约为5 Ω, A. 电池组(3 V, 内阻约1 Ω) C. 电流表A2(0～0.6 A, 内阻约0.125 Ω) D. 电压表V1(0～3 V, 内阻4 kΩ) F. 滑动变阻器R1(0～20 Ω, 允许最大电流1 A) H. 开关、导线若干 (2)测电阻时, 电流表、电压表、测电阻Rx在组成测量电路时, 应采用安培表________接法, 将设计的电路图画在下侧方框内. 外 (3)若用螺旋测微器测得金属丝的直