高中物理 7.3测定金属的电阻率基础PPT教学课件

实验次数
长度 l/cm
l 长度平均 /cm 直径d/mm
直径平均
d /mm
1
2
3
(1)金属丝的长度 l =_____cm=______m；
(2)金属丝的横截面积S=________mm2=________m2。
横截面积 S/mm2
实验次数 电压U/V 1
电流I/A
电阻R/
R /
2
3
(3)金属丝的电阻 R =__________。
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刻度格数（分 刻度总长度 度）
10
9mm
20
19mm
50
49mm
每小格与 1 mm的差值
0.1mm 0.05mm 0.02mm
精确度 （可准确到）
0.1mm 0.05mm 0.02mm
（4）读书：
读数等于主尺上的整毫米数（指游标尺“0”刻线之前的整数部分） 加上应读格子数（从游标尺上读出与主尺上某一刻度对齐的游标的格数） ×准确度。
主尺上的整毫米数应为游标尺“0”刻线之前的整数部分，切勿 读成游标尺左棱之前的整数部分。
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3.伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法
电路图
误差原因 电阻测量值 适用条件 适用于测量
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电流表分压 U测=Ux+UA R测=U测/I测= Rx+RA>Rx 测量值大于真实值
(4)金属丝材料的电阻率= RS/ l =_________·m。
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五、注意事项
1.为了减小金属丝横截面积带来的误差，测量直径时紧密绕制的金属整圈数多 一些。
2.测量金属丝的长度应该在接入电路后且在拉直的状态下进行，为减小误差应 测量三次取平均值；
3.为了减少由于温度变化而带来的测量误差，实验中注意通电时间不宜过长、 电流不宜过大；
②试触法
若不知Rx的大约阻值，可采用“试触法”，将电路如图所示 连接，空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a，b接触一下， 观察两表示数变化情况。
a.若电流表示数变化明显，说明电压表分流作用较强，即 Rx阻值较大，应采用“内接法”，S应接b。
b.若电压表示数变化明显，说明电流表分压作用较强，即 Rx阻值较小，应采用“外接法”，S应接a。
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2.游标卡尺（如图）
（）构造：主尺、游标 尺（主尺和游标尺上各有一 个内外测量爪）、游标尺上 还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。
（2）用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。 （3）原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同 样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、 20个的、50个的，见下表：
4.测量电路采用电流表外接法，调节滑动变阻器阻值时注意同时观察两个电表 的示数，尽量使表的指针偏转较大，以减少读数误差，但是注意防止超过量程；
5.为了减小实验误差，测量金属丝的电阻时一般电流I、电压U测量多次，求出 对应的电阻后取电阻的平均值，实验中也可以利用U-I图线求电阻；
6.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻最大的位置。
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三、实验器材 被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变 阻器、导线若干。
四、实验步骤 1. 用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置分别测量金属丝的直径，将测量结 果记入表格，求直径的平均值，计算出金属丝的横截面积。
2.用米尺测量接入电路中的被测金属丝的长度l，测量三次，将测量结果记入表格 中。
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六、误差分析 1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的，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，必然带来系统误差； 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。
4.电阻率的测定原理 把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端
的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据Rx=U/I计算金属丝 的电阻Rx，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器 测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定 律Rx=l/S，得出计算金属丝电阻率的公式=RxS/l=d2U/(4lI)。
3.按图所示的电路连接好器材，注意滑动 变阻器应调在阻值最大的位置，电流表和电压 表选择好适当的量程。
4.闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片， 读出几组相应的电流表和电压表的示数I和U的值，记入记录表格内。
5.打开开关S，拆除电路，整理好实验器材。
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6.数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容：
RA<<Rx
大电阻
外接法
电压表分流 I测=Ix+IV R测=U测/I测
=RxRV/(Rx+RV)<Rx 测量值小于真实值
RV>>Rx 小电阻
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(2)两种电路的选择 ①定量判定法
若已知待测电阻的大致阻值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则：当 Rx/RA>RV/Rx时，选用“内接法”，当Rx/RA<RV/Rx时，选用“外接法”，当 Rx/RA=RV/Rx时，两种接法均可。简单概括即为“大内偏大，小外偏小”。
测定金属的电阻率 （同时练习使用螺旋测微器）
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.掌握螺旋测微器及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。
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二、实验原理
1.螺旋测微器的构造原理及读数
(1) 构造 如图所示是常用的螺旋测微器，它的小 砧A和固定刻度B固定在框架C上。旋钮D、 微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在 一起，通过精密螺纹套在B上。 (2) 原理 测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D 每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每 转动一小格，F前进或后退0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。 读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 (3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数 部分由可动刻度读出。 测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻 度数(估读一位)×0.01(毫米)