第3章 第6节 科学测量：金属丝的电阻率-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第6节　科学测量：金属丝的电阻率 一、伏安法测电阻 　用伏安法测电阻，其原理为I＝，则R＝，即测出导体两端的电压和通过的电流，便可计算出导体的电阻。 二、电流表内、外接法 1．两种接法的比较 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 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx测量值大于真实值 R测＝＝<Rx测量值小于真实值 适用条件 Rx≫RA Rx≪RV 2.两种接法的选择 (1)比较法 ①若Rx≪RV，说明电压表的分流作用较弱，应用电流表外接法； ②若Rx≫RA，说明电流表的分压作用较弱，应选用电流表内接法。 (2)比值法 ①若>，应选用电流表内接法； ②若<，应选用电流表外接法； ③若＝，两种接法均可。 三、滑动变阻器的两种接法 1．滑动变阻器的两种接法(限流电路、分压电路) 限流电路 分压电路 电路图 闭合开关前 滑片的位置 应在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大 应在最左端，即开始时R上得到的电压为零 R两端的 电压范围 U～U 0～U 通过R的 电流范围 ～ 0～ 2.两种接法的适用条件 (1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。因为R小，限流式接法中滑动变阻器分得的电压大，移动滑片调节范围大。 (2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)。因为R大，分压式接法中R几乎不影响电压的分配，移动滑片电压变化明显，便于调节。 (3)以下几种情况必须采用分压式接法 ①若采用限流式接法不能使电路中电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法。 学生用书第83页 ②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量平均值，此时应改用分压式接法。 ③若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法。 (4)在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单，能耗低。 四、测量金属丝的电阻率 1．实验目的 (1)测量金属丝的电阻率。 (2)学习伏安法测电阻的方法。 2．实验器材 刻度尺、螺旋测微器、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线。 3．实验原理 (1)把金属丝接入如图所示的电路中，用伏安法测金属丝的电阻Rx(Rx＝)。由于金属丝的电阻较小，选择电流表外接法；由于不要求电压必须从0开始调节，所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法。 (2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝)。 (3)由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出电阻率。 4．实验步骤 (1)用螺旋测微器在不同位置多次测量金属丝的直径，算出其平均值。 (2)把金属丝两端固定在接线柱上使其拉直，用刻度尺多次测量接入电路部分的金属丝的长度，算出其平均值。 (3)按设计的电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。 (4)闭合开关，改变滑片位置，测出若干组电流、电压值，填入设计的表格中。 (5)测量结束后打开开关，拆除电路，整理实验器材。 5．数据分析 将测量的数据记入设计的表格中，并计算出金属丝的阻值、横截面积和长度，将以上计算出的数据代入ρ ＝R，求出电阻率。 6．注意事项 (1)因一般金属丝电阻较小，为了减小实验的系统误差，必须选择电流表外接法。 (2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态。 (3)测量l时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d。 (4)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。 学生用书第84页 类型一　教材原型实验 一、实验原理与器材选取 用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下： A．待测电阻Rx：范围在5～8 Ω，额定电流0.45 A B．电流表A1：量程0～0.6 A(内阻0.2 Ω) C．电流表A2：量程0～3 A(内阻0.05 Ω) D．电压表V1：量程0～3 V(内阻3 kΩ) E．电压表V2：量程0～15 V(内阻15 kΩ) F．滑动变阻器R：0～100 Ω G．蓄电池：电动势12 V H．导线，开关 为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选________，电压表应选________，并画出电路图。 解析：　待测电阻Rx的额定电流为0.45 A，应选电流表A1，额定电压U