第3章 第6节　科学测量金属丝的电阻率（课件 学案）高中物理 鲁科版（2019）必修 第三册

第6节　科学测量：金属丝的电阻率 一、实验目的 1.练习使用电流表、电压表，会用伏安法测电阻。 2.测定金属丝的电阻率。 二、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、金属丝、导线。 三、实验原理 1.把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理图如图所示。 2.用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S。 3.由电阻定律R＝得ρ＝＝＝，求出电阻率。 四、实验步骤 1.用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置上各测量一次，并记录。 2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l（即有效长度），反复测量三次，并记录。 3.依照实验原理电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大。 4.电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开开关S。 5.整理好实验器材，实验结束。 五、数据分析 1.根据记录结果，计算出金属丝的直径d和长度l的平均值。 2.计算电阻R，有两种方法 （1）用R＝分别算出各次的电阻值，再求平均值。 （2）作U-I图线，图线的斜率即为电阻R。 3.将测得R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属丝的电阻率。 六、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）。 七、注意事项 1.金属丝的长度是连入电路的金属丝的有效长度（不是金属丝的总长度）。 2.由于被测金属丝的阻值较小，为了减小测量误差，应选用电流表外接法。 3.测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长。 题型一　电学实验基础 1.电压表和电流表的读数 （1）首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值。 （2）根据表盘总的刻度数确定精度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数。 （3）读数方法 ①0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精度分别是0.1 V和0.1 A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位。 ②对于0～15 V量程的电压表，精度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。 ③对于0～0.6 A量程的电流表，精度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半，即读到0.01 A。 2.电流表内接法与外接法 （1）电表的两种接法 内接法 外接法 电路 误差分析 电压表示数UV＝UR＋UA＞UR 电流表示数IA＝IR R测＝＞＝R真 电压表示数UV＝UR 电流表示数IA＝IR＋IV＞IR R测＝＜＝R真 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 （2）选择电流表内、外接的常用方法 ①直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况，当Rx RA时，采用内接法，当Rx RV时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”。 ②公式计算法 当Rx＞时，用电流表内接法， 当Rx＜时，用电流表外接法， 当Rx＝时，两种接法效果相同。 ③试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数变化明显，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。 3.滑动变阻器的两种连接方式 （1）滑动变阻器的两种接法（限流电路、分压电路） 限流电路 分压电路 电路图 闭合开关前滑片的位置 应在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大 应在最左端，即开始时R上得到的电压为零 R两端的电压范围 U～ ... ...