3.3.2 测量金属丝的电阻率 课件 -2023-2024学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第三章 恒定电流 粤教版 必修三 第三节 测量金属丝的电阻率 1 知识回顾 游标卡尺 螺旋测微器 10分度 20分度 50分度 精确度（mm） 0.1 0.05 0.02 0.01 读数方法 读数=主尺读数+游标尺读数 读数=固定刻度读数 +可动刻度读数 是否需要估读 不需要估读 需要估读1位 2 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出) ＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm) 最终读数=固定刻度数（5.5mm）+可动刻度数（4.5）× 精度（0.01mm） 螺旋测微器的读数 注：需要估读，用毫米做单位，小数点后有三位数。 是否超过半刻度？ 读数L= 固定刻度 + 可动刻度 L = 2.5mm + 0.460mm = 2.960 mm 固定刻度：2 可动刻度：46.0×0.01mm 是 读数练习 固定刻度：2.5mm 不同导体的导电性能不同，电阻率是反映导体材料导电性能的重要物理量。通过上一节的学习，我们找到了测量导体长度和直径的工具和方法，那么，要测导体的电阻率我们又该如何操作呢？。 新课导入 1.测量金属丝的电阻率依据的物理规律是什么？ 2.需要测定哪些物理量？ 实验原理 接入电路电阻丝的有效长度l、电阻丝的直径d、电阻丝的电阻R 6 实验方案设计 电阻丝的长度l、直径d——长度的测量 毫米刻度尺 游标卡尺 螺旋测微器 7 实验方案设计 1、测量电阻丝的有效长度l 测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺）； 分度值1mm，可估读到0.1mm； 测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值 有效长度 8 实验方案设计 2、测量电阻丝的直径d 方案1：用刻度尺间接测量电阻丝的直径 方案2：用游标卡尺或螺旋测微器直接测量电阻丝的直径 累积法 为减小误差，尽量选用螺旋测微器。 测量思路：在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值 分度值为0.01 mm 可读到 0.001 mm 9 实验方案设计 3、测量电阻丝的电阻R （1）为调节方便，尽可能测量多组数据，滑动变阻器采用限流式接法，还是分压式接法？ 伏安法（电压、电流） 一个开关和若干导线; 电源电压约为3 V,滑动变阻器R最大值5 Ω; 待测金属丝Rx的总电阻约为10 Ω; Rx U 分压式 R Rx U 限流式 R 分压式 多组数据 电压范围： 分压式调压范围稍大，数据点可以更分散一些，选择分压式接法 10 实验方案设计 3、测量电阻丝的电阻R （2）为了尽可能准确地测量电流和电压，电流表和电压表应该选择什么量程？ 伏安法（电压、电流） 一个开关和若干导线; 电源电压约为3 V,滑动变阻器R最大值5 Ω; 待测金属丝Rx的总电阻约为10 Ω; 电流表A1：0~0.6 A量程,内阻约为0.125 Ω; 电流表A2：0~3 A量程,内阻约为0.025 Ω; 电压表V1：0~3 V量程,内阻约为3 kΩ; 电压表V2：0~15 V量程,内阻约为15 kΩ; 0~3 V量程 电压表 V1 0~0.6 A量程 电流表 A1 11 实验方案设计 3、测量电阻丝的电阻R （3）电流表应如何接入电路中？ 伏安法（电压、电流） 电流表内接法 A Rx V 电流表外接法 A Rx V 电流表的两种接法 电流表接在电压表两接线柱外侧 电流表接在电压表两接线柱内侧 因为电流表、电压表均有内阻，分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差． 12 电压表示数 电流表示数 1）误差：测量值偏大 > 减少误差的方法：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小． 所以该电路适合测量大电阻，即 情况下适用。 电流表内接法 A Rx V 误差原因：电流表分压 电流表内接法测电阻的误差分析 A Rx V =RA+Rx 相对误差： δ= |Rx -R测| Rx = RA Rx U测= UA+ URx R测 UA+ URx = I R测 = U测 I测 真实值的计算方法： Rx = R测 - RA ∴电流表内接法适合测量大电阻，即 情况下使用 14 电压表示数 电流表示数 1）误差：测量值偏小 减少误差的方法：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即 情况下使用 < 电流表外接法 A Rx V 误差原因：电压表分流 A Rx V = RV·Rx RV+Rx δ = |Rx -R测| Rx 1 R测 = U IV+ IRx = 1 RV + 1 Rx R测= RV·