3.6 科学测量：金属丝的电阻率 课件 (共23张PPT) 高一物理鲁科版（2019）必修三

(课件网) 第3章　恒定电流 3.6 科学测量：金属丝的电阻率 掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。 了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法。 重点 难点 1.测量金属丝的电阻率依据的物理规律是什么？ 2.需要测定哪些物理量？ 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、金属丝、导线 一、实验器材 用伏安法测量金属丝的电阻。用螺旋测微器测量金属丝的直径，用刻度尺测出金属丝的长度。根据电阻公式，计算出金属丝的电阻率。 二、实验原理与设计 1.待测电阻丝阻值较小时，电流表采用内接法，还是外接法？ 由于电阻丝阻值较小，故选择电流表外接法。 A Rx V (1)用螺旋测微器多次测量金属丝的直径，算出其平均值。 (2)把金属丝两端固定在接线柱上，使其拉直，用刻度尺多次测量接入电路部分的金属丝的长度，算出其平均值。 (3)按设计的电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。 三、实验步骤 三、实验步骤 (4)闭合开关，改变滑片位置，测出若干组电流、电压值，填入你设计的表格中。 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V I/A (5)测量结束后打开开关，拆除电路，整理实验器材。 为什么金属丝的长度和直径的测量要选用不同的测量工具？选择测量工具的依据是什么？ 测量金属丝的长度用刻度尺，测量金属丝的直径用螺旋测微器。刻度尺的精度为1 mm，用来测量10 cm左右的长度较为合适；螺旋测微器的精度为0.01 mm，用来测几毫米的直径较为合适。 选择测量工具的依据是量程和精度要求。 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。 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。 四、数据处理 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。 五、误差分析 1．测量长度时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。 2．测金属丝直径时要选三个不同位置进行测量，求其平均值。 3．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在使待测电阻两端电压最小的位置。 4．在用伏安法测电阻时，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，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 六、注意事项 1.(2023·福建莆田高二期中)要测量一个圆柱体的电阻率，进行了如下操作∶ (1)用10分度的游标卡尺测量圆柱体的长度L如图，可知其长度为____ mm；用螺旋测微器测量其直径D如图，可知其直径为_____ mm。 22.6 6.360 (2)圆柱体的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出电阻R，然后根据电阻定律计算出该圆柱体的电阻率。为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A.电压表0～3 V，内阻约10 kΩ B.电压表0～15 V，内阻约50 kΩ C.电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω D.电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω E.滑动变阻器，0～10 Ω F.滑动变阻器，0～100 Ω ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选____，电流表应选____。(均填字母代号) A C 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 (3)若圆柱体电阻用R表示，则该圆柱体的电阻率ρ＝_____。(用所给的字母表示) ... ...