高一物理必修三-科学测量：金属丝的电阻率课件

高中物理高中物理 高一年级高一年级必修第三册第3章第6节科学测量：金属丝的电阻率 高中物理 高一年级必修第三册第3章1复习回顾复习回顾电阻定律电阻定律 伏安法测电阻毫米刻度尺金属丝螺旋测微器复习回顾电阻定律 伏安法测电阻毫米刻度尺金属丝螺旋测微器2一、伏安法测电阻一、伏安法测电阻1.电压表和电流表的接法电压表和电流表的接法AVRxAVRx电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”如果考虑电流表、电压表内阻对电路的影响，那么电压表会分流，电流表会分压,因此两种方法测量电阻都有误差一、伏安法测电阻1.电压表和电流表的接法AVRxAVRx电流32.外接法和内接法的误差外接法和内接法的误差外接法 电压表示数电流表示数测量值偏小适于测量小电阻 电压表示数内内“大大”外外“小小”2.外接法和内接法的误差外接法 电压表示数电流表示数测量值偏43.外接法和内接法的选择外接法和内接法的选择用外接法即用内接法(1)(1)阻值比较法阻值比较法:将待测电阻的大约阻值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,则采用电流表外接法;若Rx较大,则采用电流表内接法。(2)(2)比值比值法法:当 时,用电流表内接法；当 时,用电流表外接法；(3)(3)试触法试触法:当无法得知待测电阻的大约阻值时，可按如图所示接好电路,让电压表一个接头P先后与a、b处接触一下,并观察电压表和电流表的示数变化。如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。3.外接法和内接法的选择用外接法即用内接法(1)阻值比较5【例1】在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200，电压表V的内阻约为2 k，电流表A的内阻约为10，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示。计算结果由 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。Rx1大于小于【例1】在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200，6二、滑动变阻器的接法二、滑动变阻器的接法1.限流接法和分压接法限流接法和分压接法限流接法：限流接法：电路连接简便，比较节省能源。电路连接简便，比较节省能源。分压接法：分压接法：电路连接较复杂，调节范围较大，电路连接较复杂，调节范围较大，可以使待测电路的电压和电流从零开始变化。可以使待测电路的电压和电流从零开始变化。二、滑动变阻器的接法1.限流接法和分压接法限流接法：电路连接72.限流接法和分压接法的选择限流接法和分压接法的选择（1）题中有明确要求电压从零开始变化电压变化范围越大越好（描绘伏安特性曲线）尽可能测量多组数据（2）尝试采用限流电路最小电流大于被测电阻额定值电表超量程电阻上电压变化范围太小R滑Rx分分压压接接法法 在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值R滑与Rx相当，或者大约为Rx的10倍以内。2.限流接法和分压接法的选择（1）题中有明确要求电压从零开始8三、测量金属丝的电阻率三、测量金属丝的电阻率【实验目的】【实验目的】【实验目的】【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。【实验器材】【实验器材】【实验器材】【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、导线、待测金属丝AVabR 根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度 和它的直径d，计算出导线的横截面积 ，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率 【实验原理】【实验原理】【实验原理】【实验原理】三、测量金属丝的电阻率【实验目的】1、测量金属丝的电阻率；29【实验步骤】【实验步骤】【实验步骤】【实验步骤】(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，算出其平均值.(2)量长度：把金属丝两端拉直并固定在接线柱上，用刻度尺测量接入电路部分的金属丝的有效长度，反复测量多次，算出其平均值.(3)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路，并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端（b端）。(4)求电阻：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，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材.AVabR【实验步骤】(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同10【数据处理】【数据处理】【数据处理】【数据处理】电阻值R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的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)图象法：可建立UI 坐标系，将测量的I、U 值 描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值R.123456平平均均值值UIRx描点连直线原则：让尽可能多的点落在直线上，让尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点平均分布在直线两侧，不在直线上的点平均分布在直线两侧，舍去明显误差较大的点。舍去明显误差较大的点。【数据处理】(2)图象法：可建立UI 坐标系，将测量的I、11【误差分析】【误差分析】【误差分析】【误差分析】1.金属丝直径、长度的测量带来误差。2.电路中电流表及电压表对电路的影响,因为电流表外接,所以R测R真,由 ，测真。3.通电电流过大,时间过长,致使电阻丝发热,电阻率随之变化带来误差。【误差分析】12【例2】在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次，求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐，图中读数为_cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为_mm。(2)采用如图所示的电路测量金属丝AB的电阻。调节滑动变阻器，若其中一次测量两表读数分别如图中(a)、(b)所示，则电压表读数为_V，电流表读数为_A，AB电阻的测量值大小为_(保留1位小数)，根据所连接的电路可知，该电阻的测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)。(3)根据以上测量值，求出电阻率_m。(答案保留两位有效数字)【例2】在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测13高一物理必修三-科学测量：金属丝的电阻率课件14【例3】在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。(1)用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图甲所示，则该电阻丝直径的测量值d_ mm。(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材：电压表V1(量程03 V，内阻约3 k)；电压表V2(量程015 V，内阻约15 k)；电流表A1(量程0100 mA，内阻约5)；电流表A2(量程00.6 A，内阻约0.1)；滑动变阻器R1(010)；滑动变阻器R2(01 k)；电源E(电压为4.5 V)。为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(3)在图乙框中画出该实验的实验原理图，要求：能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量。(4)利用测量数据画出UL图线，如图丙所示，其中(L0，U0)是UL图线上的一个点的坐标。根据UL图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0，U0)可计算出电阻丝的电阻率_。(用所给字母表示)【例3】在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻15电学实验中仪器选择的三个原则电学实验中仪器选择的三个原则安全性原则安全性原则:通过电源、电阻、电流表、电压表等的电流不能超过其允许的额定电流。精确性原则精确性原则:根据实验的需要,选取精度合适的仪器,以尽可能减小实验误差。电压表、电流表指针的偏角要大于满偏的三分之一，最好在满偏的1/32/3之间。简便性原则简便性原则:实验时要调节方便,易于操作。例如对滑动变阻器,如果是用分压法连入电路的,应选用阻值较小的滑动变阻器。这样移动滑片时,用电器上电压接近均匀变化,易于操作。电学实验中仪器选择的三个原则16高一物理必修三-科学测量：金属丝的电阻率课件17本节内容结束本节内容结束 谢谢大家谢谢大家本节内容结束18