11.3.2实验：导体电阻率的测量 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十一章 电路及其应用 第3节 导体电阻率的测量 金属丝电阻率的测量 思考：请根据已经学过的知识表示出电阻率的计算式 1、实验原理 ②.用游标卡尺或螺旋测微器测量金属丝的直径。 ①.用毫米刻度尺测量金属丝（接入电路的有效）长度。 （要多次测，得到有效长度的平均值。) ③.用伏安法测量金属丝的电阻。 测量电阻率的基本原理 2、用伏安法测量金属丝的电阻 （1）测量电路的设计 选哪个合理呢？ 误差原因：电流表分压（U测>U真） 对于确定的电流表，待测电阻越大，相对误差就越小。 电流表内接法，适合测量阻值较大的电阻，测量值偏大 误差原因：电压表分流（I测>I真） 对于确定的电压表，待测电阻越小，相对误差就越小。 电流表外接法，适合测量阻值较小的电阻，测量值偏小。 ①. 直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，测量值偏大 当Rx≪RV时，采用外接法，测量值偏小 电流表内、外接法的选择技巧: ②. 公式计算法: 结论与误差：大内小外，大内偏大，小外偏小 （2）控制电路的设计 选哪个合理呢？ 电压范围： 电压范围： 优点:电路简单、操作方便、耗能少。 缺点：电压或电流不能从0变起且 调节范围小。 优点:电压或电流能从0调节，调节范围大。 缺点：电路复杂、操作不方便、耗能多。 电路名称 限流接法 分压接法 电路连接 适用条件 滑动变阻器控制电路的两种电路图对比 明确要求电路功耗较低； 滑动变阻器总电阻与待测 电阻相差不大 要求测量从零开始； 滑动变阻器总电阻比待测 电阻小很多； 限流的最小值也超过量程 1.安全性原则：例如电压表与电流表不能超过量程。 2.精确性原则：例如电压表与电流表的指针偏角不能过小，应使其指针偏角不小于满偏的1/3. 3.方便性原则 4.经济性原则 （3）仪表的选择原则 （4）测量金属丝电阻的电路设计 ①、电流表内接还是外接？ ②、滑动变阻器限流接还是分压接？ （5）选择器材，连接电路并进行实验 注意点： ①、接电流表和电压表时要选择合适的量程 ②、移动滑动变阻器滑动触头位置，使开关闭合时，待测电阻两端电压为0 ③、电流不宜过大(电流表用0-0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化。 ①. 为减小偶然误差，应测量多组数据，因此选择分压接法。 ②. 在求Rx的平均值时可用两种方法 (a). 用欧姆定律分别算出各次的数值，再取平均值。 (b). 用U－I 图线的斜率求出。 ③. 为减小系统误差，因为电阻丝的阻值较小，选择外接法。 （6）减小误差的方法 【练习1】在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题： ①如何选择电流表的接法？如图所示，某同学采用试触的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。他发现示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化据此应该选择电流表________（填写“内接”或“外接”）的电路。 ②如何选择滑动变阻器的接法？已知待测金属丝的电阻约为20Ω，实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω，电源电动势为3V，需要选择滑动变阻器的_______（填写“分压式”或“限流式”）接法。 【参考答案】 外接  分压式 【练习2】要测量某种合金的电阻率。①若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率= _________ 。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为__________ mm。 ②图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关，根据原理图在图丙中将实物连线补充完整_________。 【参考答案】 0.655~0.653 【参考答案】 b     2.9 【练习2】(多选) ③闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为 ， ；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为 ， ；根据以上测量数据判断，当S2处于位置 _______ （选填“a”或“b”）时，测量相对准确，测量值R= ___________ Ω。（结果保留2位有效数字） 课堂小结 1 实验原理 2 电阻测量 3 电路控制 4 测量金属丝的电阻 $