高中必修三11.3.3实验：导体电阻的测量 课件(共20张PPT)

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学
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11.3实验：导体电阻 率的测量
复习回顾：
1、伏安法测电阻的两种方法是什么？
2、什么是外接法？外接法是由谁引起的误差？测量值比真实值大还是小？
3、什么是内接法？内接法是由谁引起的误差？测量值比真实值大还是小？
4 、如何选择电流表的内外接法？
5、 如果电流表的电阻已知必选什么法？如果电压表的电阻已知必选什么法？？
6、滑动变阻器的两种接法是什么？两种接法的特点是什么？什么
情况下必选分压法？
导体电阻率的测量
01
目录
CONTENTS
导体电阻率的测量
PART 1
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。那么，我们该如何测量导体的电阻率呢？
一、电阻率的测量
（一）、实验目的
1．进一步掌握螺旋测微器、游标卡尺
的读数方法。
2．练习使用电流表、电压表，能利用
伏安法测电阻。
3．会测定金属的电阻率。
（二）、实验器材
螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、
开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、
滑动变阻器。
（三）、实验原理
由 得 ，因此，只要测
出金属丝的长度l、横截面积S和金属
丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻
率ρ。实验电路如图所示。
金属丝的电阻值较小，实验电路一般采用电流表外接法。
1.为什么采用电流表的外接法？
2.本实验是不是只能用分压接法？
在电压表和电流表满足实验要求的情况下，也可以用限流接法。而且优先使用限流法。
（四）、实验步骤
1．测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，然后求平均值。
2．连电路：按实验原理中的电路图连接实验电路。
3．量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并求得有效长度的平均值。
4．记录数据：把滑动变阻器的滑动触头调节到使电压表、电流表、待测金属丝短路的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，记录数据，断开开关S。
5．拆除实验电路，整理好实验器材。
利用累积法测直径
（五）、数据处理
1．电阻R的计算
(1)平均值法：可以用每次测量的U、I 值分别计算出电
阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。
(2)图像法：可建立U -I 坐标系，将测量的对应的U、I值
描点作出图像，利用图像斜率来求出电阻R。
2．电阻率的计算
将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式
＝ 中，计算出金属丝的电阻率。
（六）、误差分析
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。
（七）、注意事项
1．本实验中待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．待测金属丝的有效长度是指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。
3．测金属丝直径时一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。
4．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动触头处在使待测金属丝短路的位置。
5．在用伏安法测金属丝的电阻时，通过待测金属丝的电流I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，使其电阻率在实验过程中逐渐增大。
6．若采用图像法计算金属丝的电阻，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。
例1.(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作错误的是( )．
A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中
B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值
D．实验中应保持金属丝的温度不变
AC
例3．某同学为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率，完成下列步骤：(1)用游标卡尺测量其长度，如图甲所示，其长度为
(2)用螺旋测微器测量其直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应旋紧图乙中的部件 （填“A”“B”“C”或“D”）从图乙中可知其直径
(3)若用伏安法测得流经圆柱体的电流
为I，圆柱体两端的电压为U圆柱体的
直径和长度分别用D和L表示，则该圆柱体的电阻率
（用I、U、D和L表示）
42.35
B
0.410
例4.在测量某金属丝电阻率的实验中，
⑴用图甲所示电路测量，要求电压能从零开始测量，并
能多测量几组数据，请用笔画线代替导线，在图甲中仅
添加一根导线完成实验的电路连接。
⑵实验时，闭合开关前滑片应置于滑动变
阻器的_______（选填“左”或“右”）端；
测量结束后，应先断开开关，再拆除导线，
最后整理好器材。
左
⑶实验中，测量数据如下表所示，请你在图乙中描出金属丝的U—I图像。
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0.90 1.20 1.50 1.80 2.10 2.40
I/A 0.18 0.24 0.31 0.37 0.43 0.49
⑷由U—I图像计算出金属丝的电阻为R=_______。
⑸测出金属丝的长度和_____，根据电阻定律计算出金属丝的电阻率。
写出该金属丝的电阻率的表达式_________
（用U、I、d、l表示）
4.91Ω
直径
0
例5.在测定金属丝电阻率的实验中，如提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω.使用的电压表有3 V(内阻约为3 kΩ)和15 V(内阻约为15 kΩ)两个量程，电流表有0.6 A(内阻约为0.1 Ω)和3 A(内阻约为0.02 Ω)两个量程．供限流用的滑动变阻器有：
A．0～10 Ω；B．0～100 Ω；C．0～1 500 Ω三种．可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种．用螺旋测微器测金属丝的直径如图丙所示，则：
(1)螺旋测微器的示数是 mm.
(2)为减小电阻的测量误差，应选用 图所示的电路．
(3)为了测量便于调节，应选用编号为 的滑动变阻器．
(4)电压表的量程应选用 V.
(5)电流表的量程应选用 A．
0.805
乙
A
3
0.6
谢
谢
聆
听