测定金属的电阻率PPT

1．练习伏安法测电阻，并测出金属丝 的电阻率。
2．练习使用螺旋测微器。
【螺旋测微器】
（1）构造：
测微螺杆P
（2）原理： 可动刻度H上的刻度分 为50等份，螺旋测微器 的精确度为0.01 mm。
框架F
固定刻度 S
旋钮K
可动刻度H
微调旋钮 K′
0.486mm
0.536mm
4.078mm
1．实验测定金属电阻率的理论依据是电阻定律。 2．金属丝的电阻值可以用伏安法测出。 3．金属丝的长度应用毫米刻度尺测定，金属丝 的直径可以用螺旋测微器测定。 4．螺旋测微器的读数规则 测量值＝固定刻度整毫米数(＋半毫米数)＋可动
___C_____(填选项前的符号)。
A．1×10－2 Ω·m
B．1×10－3 Ω·m
C．1×10－6 Ω·m
D．1×10－8 Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪 器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是 __C_D_____(有多个正确选项)。 A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起 的误差属于系统误差
刻度读数(含估读)×0.01 mm。
毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表、 直流电压表、滑动变阻器(0～50 Ω)、电 池组、开关、导线、待测金属丝等。
(1)用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次
直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S.
(2)按原理电路图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导线的有效长度，
七、误差分析 1．金属丝直径、长度的测量带来偶然误差。 2．电流表外接法，R 测<R 真导致 ρ 测<ρ 真(系统误差)。 3．通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系 统误差)。

实验时的主要步骤如下： ①用刻度尺量出导线ab的长度l，用螺旋测微器测出导线的直径d。 ②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好。 ③闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U。 ④描点作出U-x图线求出金属导线的电阻率ρ。
完成下列填空： (1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图乙所示，
该金属导线的直径d=__0__.8_7_0____mm。
(2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R0
应选__R_2___。
解析：(1)根据螺旋测微器读数规则， 该金属导线的直径d=0.5 mm+37.0×0.01 mm=0.870 mm。 (2)根据题述可知电源输出电压恒为E=12 V，电压表V的量程为3 V， 保护电阻R应该分压9 V。由于被测金属导线ab的电阻约为10 Ω， 所以保护电阻R0应选R2=30 Ω。
H.开关、导线若干。
(1)上述器材中，电流表应选______，电压表应选_________，滑动变阻器应 选______(填写器材前的字母)。为使通过待测金属丝的电流能从0～0.5 A范围 内改变，电路应选_____(填写甲、乙、丙、丁)。
解析：(1)由于电源电动势为3
V，由I=
E Rr
5
3
1A=0.5
(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U画出的 U-x图线如图丙所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率ρ=__4k_(RE_2－_dk_2l)_。
(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)
解析：(3)被测金属导线横截面积S=
d 4
2
，aP段电阻Rx=
为I=
3V 20

，可得金属的电阻率
.
有效长度，反复测量三次，求出其平均值.
R、l、d的，代入公式中
，计算金属导线的电阻率.
电路经检测查确认无误后，闭合电键,改变变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格.
误差来源、测量结果、电路选用条件
高中物理实验测金属丝的电阻率
误差来源、测量结果、电路选用条件 误差来源、测量结果、电路选用条件
误差来源、测量结果、电路选用条件
出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格.断开 高中物理实验测金属丝的电阻率
用毫米刻度尺测一段金属导线的长度l，用螺旋测微器测量导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律
，可得金属的电阻率
.有效长电度，键反复，测量求三次出，求导出其线平均值电. 阻R的平均值.
高二物理§测定金属丝的电阻率
高中物理实验测金属丝的电阻率
河北武邑中学 伊云川
高二物理§测定金属丝的电阻率
复 习
A V
E,r K
误差来源、测量结果、电路选用条件
河北武邑中学 伊云川
高二物理§测定金属丝的电阻率
复 习
用毫米刻度尺测一段金属导线的长度l，用螺旋测微器测量导线的直径d，用伏的直径d，用伏安法测导线的电阻
理
R，根据电阻定律
，R可得 金S 属的电阻
率
RS. d2R
l
l 4l
河北武邑中学 伊云川
高二物理§测定金属丝的电阻率
二 1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其
、
实 平均值d.
验 步
2.按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片使滑动变阻器接入电路中的阻

【数据收集与分析】 1.金属丝直径的读数: (1)利用螺旋测微器测金属丝直径,读数时应特别小心半刻度是否露出。 (2)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm,可动刻度上对齐的格数需要估读。所以, 若以毫米为单位的话,最后一位应出现在小数点后的第三位上。 (3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d。 2.金属丝长度的测量: (1)应测量接入电路中的有效长度。 (2)因为用的是毫米刻度尺,读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)。 (3)把三次测量值求平均值作为长度l。
刻度格数(分度) 刻度总长度
10
9 mm
20
19 mm
50
49 mm
每小格与1 mm的差值 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
精确度(可准确到) 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
(4)读数:若用x表示从主尺上读出的_整__毫__米_数,K表示从游标尺上读出与主尺上
某一刻线对齐的游标的_格__数__,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm。
l 4l
【思考·讨论】 有效长度是指的什么?怎样测量更准确? 提示:是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的 待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值。
【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。 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。
(3)金属丝中电流为I′=I+ =Ir1I
R1
电压U′=U-Ir1,

五、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。 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。
值Rx可以估算出金属丝电阻率约为__C__。
A.1×10－2 Ω·m
B.1×10－3 Ω·m
C.1×10－6 Ω·m
D.1×10－8 Ω·m
3.某中学课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告，设计 了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为25 Ω)的实验方案，可提供的 器材有： A.电流表G，内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA B.电流表A，内阻约为0.2 Ω，量程为0～0.1 A C.螺旋测微器 D.电阻箱R0(0～9 999 Ω，0.5 A) E.滑动变阻器R(5 Ω，1 A) F.干电池组(3 V) G.一个开关和导线若干
②在测量阻值较小的圆柱体的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并 要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路 是___D__。
πD2R (3)若圆柱体电阻用R表示，则该圆柱体的电阻率ρ＝__4_L___。(用所给的 字母表示)
2.小李同学在“测量金属丝的电阻率”实验中。 (1)因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。 正确连线后，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双 掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图乙所示； 将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此 可知应采用电流表__外___(填“内”或“外”)接法。

V A
R
a
b
(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.
【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.
③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。
1
2
3
4
5
6
平
U
均
I
值
Rx
(2)图象法：可建立U－I 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.
描点连直线原则： 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， 舍去明显误差较大的点。
∙∙∙ ∙ ∙ ∙
【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 RS ，ρ测<ρ真。
l
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。
电学实验中仪器选择的三个原则
①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。
②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1/3~2/3之间。
a
b
【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

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答案:如下图
共 53 页
25
解析:(1)电阻R较大,故选大电源,提高I､U的数值,电源 选A,电压表选C.
16 I= mA ≈ 0.5 mA 3 30 ×10
电流表选E,再选GH. (2)要较准确测量,故用分压式接法,比较各内阻关系, 选内接法.
共 53 页
26
随堂·训练
共 53 页
27
共 53 页
6
3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的 有效长度,反复测量3次,求出其平均值l.
共 53 页
7
4.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电 阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S, 改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流 表､电压表的示数I和U的值,记入记录表格内,断开电 键S.求出导线电阻R的平均值. 5.将测得R､l､d的值,代入电阻率计算公式 中,计算出金属导线的电阻率. 6.拆去实验线路,整理好实验器材.
15
(2)若待测电阻的大约值未知时,可根据实验中两电表 的读数变化情况判定.如图所示,当电压表的一端分 别接在a、b两点时,若电压表的示数变化较大,说 明待测电阻R可以与RA相比拟,待测电阻是小电阻. 若电流表的示数变化较大,说明待测电阻R可以与 RV相比拟,待测电阻是大电阻.
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三､
P<0.75 W,备有部分仪器有:
) )
(1)实验中用螺旋测微器测量金属丝直径时,测量结 果如图所示,则金属丝直径是
0.683~0.686 _________________mm.
共 53 页
49
B (2)上述器材中电流表应选用的是________(用字母
代替).

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(4)加在电压表两端的电压不超过 1.5V，所以电压表的量 程应选用 3V. (5)当滑动变阻器连入电路的电阻为零时，电路中的电流 1.5 最大，Imax＝ A＝0.5A，所以电流表的量程应选用 0.6A. 3
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1
－
1
· m
－
0.200×10 2 2 －7 ×3V×π( ) · ＝9.89×10 Ω· m m. 2
－3
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答案 (1)电路图略，实物连接如图
(2)③改变接入电路中的金属丝的长度 (3)10.5(± 0.1) 电阻箱和电流表 (4)0.200mm 金属丝的电阻率 9.89×10－7Ω· m
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(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所 示．金属丝的直径是________，上图中图线的斜率、电源电 动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_________ _______，其数值和单位为________________(保留三位有效 数字)．
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难点能力突破
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一、实验注意事项 1．螺旋测微器的使用． (1)测量前须校对零点：先使小砧与测微螺杆并拢，观察可 动刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合， 以及可动刻 度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，不重合时，用存放 螺旋测微器盒中的工具调节，直到完全重合为止．

第3节 实验：导体电阻率的测量
1
物理观念
科学思维
科学探究
进一步掌握用伏安法测电阻的 了解本实验需要
电路的设计思想，会根据不同 测的物理量及所
掌握测定金属电阻 情况设计电路图。
用的器材和方法；
核心素养
率的实验原理、实 科学态度与责任：在实验过程 能进行分组分层、
验器材。
中保持很好地交流、合作，准 自主合作探究，
18
3.电阻R的测量 (1)平均值法：可以用每次测量的U、I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U、I值描点作出图像，利用图像斜 率来求出电阻值R。
4.电阻率的计算 将测得的 R、l、d 的值，代入电阻率计算公式ρ＝RlS＝πd42lR中，计算出金属导线 的电阻率。
(2)测量：旋动旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测的物体放入A、F之间的夹缝中，转动D，当F将要接触物体时，再轻轻转动微调旋钮
D2 ′c，m当，听(游2到标)“读尺嗒上数、第嗒时7个…，”刻的度要声和注音主时尺意(上表固某明一待定刻测刻度物对刚度齐好上，被游夹表标住示读)，数半然为后毫0转. 米动锁的紧刻手柄度使线F止是动。否已经露出。 滑进片一在 步最掌(3左握)端用读，伏数开安始法时时测要电R两阻准端的的确电电路到压的为0设.零计01思想m，会m根，据不估同读情况到设0计.0电0路1图。mm，即测量结果若用mm为单
12
为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U－I图像法求出电阻。 (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________。 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
((16))请 任4写何.注出实计验意算测事金量属都项丝存电在阻误率差的，表本达实式验所ρ＝用_测___量__仪__器(用均上已述校测准量，的下字列母关表于示误)。差的说法中正确的是________(有多个正确选项)。

(3)电源的电动势为 3.0V，考虑到电压表的量程和精确 度两个因素，电压表应选 V1；干路中电流的最大值 Imax＝ E 3 ＝ A＝ 0.6A，电流表应选 A1；考虑到实验的准 Rx＋R0 2＋3 确性，滑动变阻器应选 R1. U L L (4)由 R＝ ＝ ρ ＝ρ· 得： I S D2 π 2 D2πU ρ＝ . 4IL
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第 7章 第 4 讲
高考物理总复习
实验原理 根据欧姆定律， 在纯电阻电路中， 当电阻的阻值恒定时，电阻两端的电 压和通过电阻的电流成线性关系，U － I 图线是一条直线；如果电阻的阻 值是变化的， U－ I 图线不再是一条直 线．本实验用伏安法测出小灯泡两端电压及电流，描绘出 小灯泡的 U－ I 图线． 实验电路如图所示． 对一只灯泡来说， 不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几 十倍，所以，它的伏安特性曲线是一条曲线．
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螺旋测微器的读数
命题规律 值．
根据所给螺旋测微器上的刻度读出其
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将下图中螺旋测微器的读数写出来．
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第 7章 第 4 讲
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[总结评述] 读数＝固定尺读数＋可动尺读数×精度． 在读数时一定要注意固定尺上的读数问题，注意是否 超过上面刻度，露出了 0.5mm 刻度线，若露出应加上 0.5mm，若不超过上面刻度线，则不能加上 0.5mm，读数 单位先为 mm，最后进行单位换算．