2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册11.3实验：导体电阻率的测量 课件(20张PPT)

(共20张PPT)
11.3 实验：导体电阻率的测量
实验2 金属丝电阻率的测量
一、实验思路
怎样测量电阻率？
哪个量与电阻率有关？
需要测定哪些物理量？
实验思路：欧姆定律和电阻定律。
用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R =U/I ；又由R =ρL/S得：
一、物理量的测量
1、电阻的测量
①电流表采用内接法还是外接法？
②滑动变阻器采用限流接法还是分压接法？
③测电阻的电路图
多次测量R，然后求出R的平均值
测出多组U、I值，通过U-I图像求电阻R
限流接法
分压接法
二、物理量的测量
2、电阻丝有效长度的测量
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。
二、物理量的测量
3、电阻丝直径的测量
方案一：用刻度尺测量电阻丝的直径。取一段新的电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕，用分度值为1 mm的刻度尺测出总宽度，再除以圈数，得到电阻丝的直径。
方案二：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。
二、物理量的测量
4、实验器材
被测金属丝、螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度尺。
直流电源
电流表
电压表
滑动变阻器
开关、导线若干。
三、数据分析
(2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑。
1．数据处理
(1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值。
三、数据分析
1．数据处理
(3)计算出导体的电阻率：将三个测量值代入公式 即可求电阻丝的电阻率。
2．误差分析
三、数据分析
(1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大。
(2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确。
(3)采用电流表外接法测量电阻丝的电阻，使测量值比真实值小。
四、注意事项
1．应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值。
2．测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变。
四、注意事项
3．实物图连接的注意事项
(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来;其次将要并联的元件再并联到电路中去。
(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。
(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。

【例1】在“测定金属丝的电阻率”的实验中：
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图3甲所示，则该金属丝直径的测量值d＝________ mm.
0+38.4×0.01 ＝0.384 mm
(2)按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15 Ω)．实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
电压表V(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表A1(量程0～200 mA，内阻约3 Ω)；
电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.1 Ω)；
滑动变阻器R1(0～50 Ω)；
滑动变阻器R2(0～200 Ω)；
电源E(3 V，内阻不计)．
为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填器材的名称符号)
A1
R1
(3)请根据如图乙所示电路图，用笔画线代替导线将图4中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小．
(4)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝________.(用题目所给字母和通用数学符号表示)
【例2】在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图5所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．
0 ＋39.8×0.01 ＝0.398 mm
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(3 V)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．
某小组同学利用以上器材按照图6正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
(3)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器的一端．请根据电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图8所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________ Ω(保留两位有效数字)．
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
4.4
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________．
A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m
C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m
C