第8章 实验8 测量金属丝的电阻率 (课件PPT)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

恒定电流 第八章 实验八　测量金属丝的电阻率 实验理论·理清弄明 常见考法·逐点练通 目 录 Contents 实验理论·理清弄明 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 常见考法·逐点练通 返回目录 高考总复习·物理 　 2.450 返回目录 高考总复习·物理 　 1 返回目录 高考总复习·物理 　 1.92 返回目录 高考总复习·物理 　 大于 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 0.787 返回目录 高考总复习·物理 　 9 略 5.9×10－6 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 1.000 1.96×10－5 返回目录 高考总复习·物理 　 小于 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 A2 电阻箱R的阻值 无 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 图略 5.50 1.00×105 7.56 返回目录 高考总复习·物理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 一、实验目的 1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法． 2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法． 3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率． 二、实验原理 1．用伏安法测出金属丝的电阻，实验电路如图(甲或乙)所示． 2．由电阻定律R＝ρ，得ρ＝R. 三、实验器材 被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(0～50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺． 四、实验步骤 1．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. 2．连接好用伏安法测电阻的实验电路． 3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l. 4．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． 5．闭合开关，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，填入记录表格内． 6．将测得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率． 五、数据处理 1．在求Rx的平均值时可用两种方法 (1)用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值． (2)用U－I图线的斜率求出． 2．计算电阻率 将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式ρ＝Rx＝. 六、误差分析 1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一． 2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小，这属于系统误差． 3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差． 4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差． 七、注意事项 1．本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法． 2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端． 3．测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值． 4．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值． 5．闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置． 6．在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大． 7．若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑. 命题点一　教材基础实验(自主学习) (2024·山东)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量．实验器材如下： 学生电源(输出电压0～16 V)； 滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)； 电压表V(量程0～3 V，内阻未知)； 电流表A(量程0～3 A，内阻未知)； 待测铅笔芯R(X型号、Y型号)； 游标卡尺、螺旋测微器、开关S、单刀双掷开关K，导线若干． 回答以下问题： (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为_______mm. (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到______(选填“1”或“2”)端． (3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I－U图像如图丙所示，求得电阻RY＝_______Ω(保留3位有效数字)；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω. (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm.使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率________(选填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率． 某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，还有如下实验器材可供选择： A．直流电源：电动势约为3 V，内阻可忽略不计； B．电流表A：量程0～100 mA，内阻约为5 Ω； C．电压表V：量程0～3 V，内阻为3 kΩ； D．滑动变阻器：最大阻值为100 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A； E．开关、导线等． 　 (1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L＝0.820 m，用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示，从图中读出金属丝的直径为________ mm. (2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，从图中读出金属丝电阻约为______Ω. (3)在用伏安法测定金属丝的电阻时，滑动变阻器在电路中能起到限流作用．请你用笔画线代替导线，帮助该同学完成图丙中的测量电路． (4)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R＝10.0 Ω，则这种金属材料的电阻率为_______________Ω·m.(结果保留2位有效数字) 命题点二　创新拓展实验(师生共研) 某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值．所用器材有电流表A1、A2，电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等．操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值：记录两个电流表A1、A2的示数分别为I1、I2. 请回答以下问题： (1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I2＝______I1时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值． (2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为___________mm. (3)已测得该笔芯的长度L＝20.00 cm，电阻箱R1的读数为5.00 Ω，根据上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率ρ＝___________Ω·m (结果保留3位有效数字)． (4)若电流表A2的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法，则笔芯电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值． 某同学用如图甲所示的电路测量一段总阻值约为10 Ω的均匀电阻丝的电阻率ρ.在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，从而可改变接入电路的电阻丝长度．实验提供的器材有： 电池组E(电动势为3.0 V，内阻约1 Ω)； 电流表A1(量程0～0.6 A)； 电流表A2(量程0～100 mA)； 电阻箱R(0～99.99 Ω)； 开关、导线若干． 实验操作步骤如下： ①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D； ②根据所提供的实验器材，设计如图甲所示的实验电路； ③调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上； ④闭合开关，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L； ⑤改变P的位置，调整____，使电流表再次满偏； ⑥重复多次，记录每一次的R和L数据． (1)电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)． (2)步骤⑤中应完善的内容是__________________. (3)用记录的多组R和L的数据，绘出了如图乙所示图线，截 距分别为r和l，则电阻丝的电阻率表达式ρ＝________(用给定的字母表示)． (4)电流表的内阻对本实验结果______(选填“有”或“无”)影响． 某同学设计了一个检测河水电阻率的实验．他在一根粗细均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距L＝0.314 m，其间充满待测的河水．他选用了以下仪器测量玻璃管内河水的电阻： 量程15 V，内阻约300 kΩ的电压表； 量程300 μA，内阻约50 Ω的电流表； 最大阻值1 kΩ的滑动变阻器； 电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω的电池组； 开关一只、导线若干． (1)该同学装入河水前先用游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙所示．玻璃管的内径d＝_______ mm. (2)该同学设计了合理的测量电路，通过改变滑动变阻器阻值测得了玻璃管两端的电压和电流，并在图丁的U－I坐标系内描出了9个数据点．请在图丙的实物图中用笔画线代替导线完善电路的连接． (3)请在图丁中做出U－I图像，计算出玻璃管内水柱的电阻R＝_____________ Ω，电阻率ρ＝_________ Ω·m(结果保留3位有效数字)． 图略 $$