人教版高中物理选修3-1课件第六节第二课时
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=
.
l 4lI
三、实验 器材
毫米刻度尺、直流电流表和直流电压表、滑 动变阻器(阻值范围 0～50 Ω )、电池组、开 关、被测金属丝、导线若干.
四、实验 步骤
1.取一段新的金属丝紧密绕制在铅笔上,用 毫米刻度尺测出它的宽度,除以圈数,求出金 属丝的直径,并记录.
2.按如上图所示的电路图连接实验电路. 3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属 丝的有效长度,反复测量 3 次,并记录. 实验记录
4.电流不宜太大(电流表用 0～0.6 A 量程), 通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高, 导致电阻率在实验过程中变大.
实验连线时,为避免连线交 叉和正负极接错,应先从电源的正极出发, 依次将电源、开关(断开状态)、电流表、待 测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合 电路),然后再把电压表并联在待测金属丝 的两端.即先接干路,后接支路.
伏安法的应用
【典例研习】
在“测定金属的电阻率”的实验中,被测金属丝的 电阻大约为 6 Ω .先用刻度尺测出金属丝的长度 l
及金属丝直径 d,接着用伏安法测出金属丝两 端的电压 U 和通过金属丝的电流 I,计算出它 的电阻,再根据电阻定律计算出该金属材料的 电阻率. 在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电 阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
3.将测得的 Rx、l、d 的值,代入电阻率计算公式
ρ = Rx S = d 2 Rx 中,计算出金属的电阻率.
l 4l
误差分析
产生原因
减小方法
1.测量金属丝的直径和长度出现误差
改换位置或几次测量取平均值
偶
1.电流不宜过大
然 2.电表读取出现误差
2.尽快读数
误
3.眼睛正视指针
差
1.实验中应使电流不要过大 3.通电电流过大或时间过长、致使金属丝发
U
据 Rx= 计算金属丝的电阻 Rx,然后用毫米刻度
I
尺测量金属丝的有效长度 l,利用缠绕法用毫米 刻度尺测出 n 圈金属丝宽度,求出金属丝的直径
d,(或利用螺旋测微器测出金属丝直径 d),计 算出金属丝的横截面积 S;根据电阻定律
l
Rx= ,得出计算金属丝电阻率的公式ρ
S
=
Rx S
d 2U
热,造成所测电阻较大
2.闭合开关后待稳定时尽快读
数,然后断开开关
系 统 1.电流表的外接使电压表分流造成误差
2.电流表误内接,电压表读数偏大于金属丝 采用电流表外接 误 两端的电压 差
注意事项
1.为了方便,测量直径应在金属丝连入电路 前进行,为了准确测量金属丝的长度,应该 在连入电路之后在拉直的情况下进行. 2.本实验须采用电流表外接法. 3.开关 S 闭合前,滑动变阻器的阻值要调至 使接入电路中的电阻值最大的位置.
测量次数 金属丝长 l/m
123
平均值
4.把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入 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,记入记录表格内,断开 开关 S. 实验记录
测量次数 电压 U/V 电流 I/A 电阻 Rx/Ω
滑动变阻器 R2:最大阻值 20 Ω ,允许通过的 最大电流为 1.0 A;
开关、导线等.
要求有较高的测量精度,并能测得多组数据.
(1)在可供选择的器材中,应该选用的电流表
是
,应选用的电压表
是
,应该选用的滑动变阻器
是
.
(2)根据所选的器材,在如图所示虚线框中 画出实验电路图.
(3)写出用测得的物理量表示的计算电阻率
1材.
五、数据 处理
1.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; (3)把 3 次测量值求平均值作为长度 l.
2.电阻 Rx 的值 方法一,平均值法:可以将每次测量的 U、I 值 分别计算出电阻值,再求出电阻的平均值,作 为测量结果. 方法二,图象法:可建立 U I 坐标系,将测量 的 U、I 值描点作出图象,利用图象斜率来求 出电阻值 Rx.
测得多组数据,故滑 动变阻器应采用分压式接
法,电路图如图所示 :
(3)由 R= U 及 R=ρ l ,
I
S
又 S=π( d )2= d 2 得ρ
24
=
RS
U =I
d2
4
U d 2
=
.
l
l
4Il
答案:(1)A1 V1 R2 (2)图见解析 (3)
U d 2
4Il
的表达式(用字母表示):ρ =
.
解析:(1)电源电动势约为 4.5 V,实验用的金属 丝电阻约为 6 Ω,干路中的最大电流大约只有 0.75 A,故电流表选 A1,电压表选 V1,滑动变阻 器 R1 的最大电流 0.2 A 太小,影响测量的范围, 所以滑动变阻器选 R2. (2)待测电阻较小 ,电流表采用外接法,要求能
直流电源 E:电动势约 4.5 V,内阻很小; 电流表 A1:量程 0～0.6 A,内阻为 0.125 Ω ; 电流表 A2:量程 0～3 A,内阻为 0.025 Ω ; 电压表 V1:量程 0～3 V,内阻为 3 kΩ ; 电压表 V2:量程 0～15 V,内阻为 15 kΩ ; 滑动变阻器 R1:最大阻值 10 Ω ,允许通过的 最大电流为 0.2 A;
高中物理课件
灿若寒星整理制作
第 2 课时 实验:测定金属的电阻率
实验基础 典例剖析
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.会用伏安法测电阻,并能测定金属的电 阻率.
二、实验 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
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三、实验 器材
毫米刻度尺、直流电流表和直流电压表、滑 动变阻器(阻值范围 0～50 Ω )、电池组、开 关、被测金属丝、导线若干.
四、实验 步骤
1.取一段新的金属丝紧密绕制在铅笔上,用 毫米刻度尺测出它的宽度,除以圈数,求出金 属丝的直径,并记录.
2.按如上图所示的电路图连接实验电路. 3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属 丝的有效长度,反复测量 3 次,并记录. 实验记录
4.电流不宜太大(电流表用 0～0.6 A 量程), 通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高, 导致电阻率在实验过程中变大.
实验连线时,为避免连线交 叉和正负极接错,应先从电源的正极出发, 依次将电源、开关(断开状态)、电流表、待 测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合 电路),然后再把电压表并联在待测金属丝 的两端.即先接干路,后接支路.
伏安法的应用
【典例研习】
在“测定金属的电阻率”的实验中,被测金属丝的 电阻大约为 6 Ω .先用刻度尺测出金属丝的长度 l
及金属丝直径 d,接着用伏安法测出金属丝两 端的电压 U 和通过金属丝的电流 I,计算出它 的电阻,再根据电阻定律计算出该金属材料的 电阻率. 在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电 阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
3.将测得的 Rx、l、d 的值,代入电阻率计算公式
ρ = Rx S = d 2 Rx 中,计算出金属的电阻率.
l 4l
误差分析
产生原因
减小方法
1.测量金属丝的直径和长度出现误差
改换位置或几次测量取平均值
偶
1.电流不宜过大
然 2.电表读取出现误差
2.尽快读数
误
3.眼睛正视指针
差
1.实验中应使电流不要过大 3.通电电流过大或时间过长、致使金属丝发
U
据 Rx= 计算金属丝的电阻 Rx,然后用毫米刻度
I
尺测量金属丝的有效长度 l,利用缠绕法用毫米 刻度尺测出 n 圈金属丝宽度,求出金属丝的直径
d,(或利用螺旋测微器测出金属丝直径 d),计 算出金属丝的横截面积 S;根据电阻定律
l
Rx= ,得出计算金属丝电阻率的公式ρ
S
=
Rx S
d 2U
热,造成所测电阻较大
2.闭合开关后待稳定时尽快读
数,然后断开开关
系 统 1.电流表的外接使电压表分流造成误差
2.电流表误内接,电压表读数偏大于金属丝 采用电流表外接 误 两端的电压 差
注意事项
1.为了方便,测量直径应在金属丝连入电路 前进行,为了准确测量金属丝的长度,应该 在连入电路之后在拉直的情况下进行. 2.本实验须采用电流表外接法. 3.开关 S 闭合前,滑动变阻器的阻值要调至 使接入电路中的电阻值最大的位置.
测量次数 金属丝长 l/m
123
平均值
4.把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入 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,记入记录表格内,断开 开关 S. 实验记录
测量次数 电压 U/V 电流 I/A 电阻 Rx/Ω
滑动变阻器 R2:最大阻值 20 Ω ,允许通过的 最大电流为 1.0 A;
开关、导线等.
要求有较高的测量精度,并能测得多组数据.
(1)在可供选择的器材中,应该选用的电流表
是
,应选用的电压表
是
,应该选用的滑动变阻器
是
.
(2)根据所选的器材,在如图所示虚线框中 画出实验电路图.
(3)写出用测得的物理量表示的计算电阻率
1材.
五、数据 处理
1.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; (3)把 3 次测量值求平均值作为长度 l.
2.电阻 Rx 的值 方法一,平均值法:可以将每次测量的 U、I 值 分别计算出电阻值,再求出电阻的平均值,作 为测量结果. 方法二,图象法:可建立 U I 坐标系,将测量 的 U、I 值描点作出图象,利用图象斜率来求 出电阻值 Rx.
测得多组数据,故滑 动变阻器应采用分压式接
法,电路图如图所示 :
(3)由 R= U 及 R=ρ l ,
I
S
又 S=π( d )2= d 2 得ρ
24
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RS
U =I
d2
4
U d 2
=
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答案:(1)A1 V1 R2 (2)图见解析 (3)
U d 2
4Il
的表达式(用字母表示):ρ =
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解析:(1)电源电动势约为 4.5 V,实验用的金属 丝电阻约为 6 Ω,干路中的最大电流大约只有 0.75 A,故电流表选 A1,电压表选 V1,滑动变阻 器 R1 的最大电流 0.2 A 太小,影响测量的范围, 所以滑动变阻器选 R2. (2)待测电阻较小 ,电流表采用外接法,要求能
直流电源 E:电动势约 4.5 V,内阻很小; 电流表 A1:量程 0～0.6 A,内阻为 0.125 Ω ; 电流表 A2:量程 0～3 A,内阻为 0.025 Ω ; 电压表 V1:量程 0～3 V,内阻为 3 kΩ ; 电压表 V2:量程 0～15 V,内阻为 15 kΩ ; 滑动变阻器 R1:最大阻值 10 Ω ,允许通过的 最大电流为 0.2 A;
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第 2 课时 实验:测定金属的电阻率
实验基础 典例剖析
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.会用伏安法测电阻,并能测定金属的电 阻率.
二、实验 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