测金属丝的电阻率ppt课件
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• 命题规律 根据题设要求选择适当仪器，设 计符合要求的电路，并求出待测电阻值．
• [考例2] 如图所示为用伏安法测量一个定值 电阻的实验所需的器材实物图，器材规格如 下：
l (1)金属丝的长度 =_____cm=______m；
l 实验次数 长度l/cm 长度平均
/cm
直径 d/mm
直径平均
d /mm
1
横截面积 S/mm2
2
3
(2)金属丝的横截面积S=________mm2=________m2。
(3)金属丝的电阻 R =__________Ω。
实验次数
1 2 3
电压U/V
• (1)负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电 阻R，须用分压式电路．
• (2)要求负载上电压或电流变化范围较大， 且从零开始连续可调，须用分压式电路．
.
• (3)负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差 不多，且电压、电流变化不要求从零调起时，可 采取限流接法．
• (4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流 式接法，因为限流接法总功率较小．
.
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。
电流I/A
电阻R/Ω
R /Ω
(4)金属丝材料的电阻率ρ= R S / L=_________Ω·m。
五、注意事项 1.为减小金属丝横截面积带来的误差，测量直径时用螺旋 测微器在金属丝的三个不同位置各测量一次，取平均值； 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； 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；
• 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
.
伏安法测电阻
• 3.按图7-3-3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。
• 6.数据处理
ຫໍສະໝຸດ Baidu
.
根据上面记录的数据，完成以下表格内容：
②试触法 路若如不图知7R-x3的-2大所约示阻连值接，，可空采出用电“压试表触的法一”个，接将头电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
(2)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)
2.伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原因
电阻测量值 适用条件
适用于测量
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； 2.掌握螺旋测微器的使用和读数方法； 3.会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电 阻率。
• 二、实验原理
1.螺旋测微器的构造原理及读数
(1)螺旋测微器的原理
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．伏安法测电阻的控制电路 • 供电电路是一般由电源和滑动变阻器按一定的
连接方式组成，滑动变阻器在供电电路中有两 种接线方法：限流式和分压式(如图所示)．限 流式可省一个耗电支路，分压式电压调节范围 大，应根据需要选用．
.
• 变阻器的分压与限流接法是高考的热点， 虽然两种电路均可调节负载电阻电压和电 流的大小，但在不同条件下，调节效果大 不一样．
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
RA<<Rx 大电阻
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
(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或 Rx/RA>RV/Rx时，选用“内接法”，当Rx<<RV 或Rx/RA<RV/Rx时，选用“外接法”， 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”。
• (5)特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及 电阻允许通过的最大电流值反复推敲，以能减小 误差的连接方式为好．
.
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=ρl/S，得出计算金属丝电阻率的公式 ρ=RxS/l=πd2U/(4lI)。
• [考例2] 如图所示为用伏安法测量一个定值 电阻的实验所需的器材实物图，器材规格如 下：
l (1)金属丝的长度 =_____cm=______m；
l 实验次数 长度l/cm 长度平均
/cm
直径 d/mm
直径平均
d /mm
1
横截面积 S/mm2
2
3
(2)金属丝的横截面积S=________mm2=________m2。
(3)金属丝的电阻 R =__________Ω。
实验次数
1 2 3
电压U/V
• (1)负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电 阻R，须用分压式电路．
• (2)要求负载上电压或电流变化范围较大， 且从零开始连续可调，须用分压式电路．
.
• (3)负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差 不多，且电压、电流变化不要求从零调起时，可 采取限流接法．
• (4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流 式接法，因为限流接法总功率较小．
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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。
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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。
电流I/A
电阻R/Ω
R /Ω
(4)金属丝材料的电阻率ρ= R S / L=_________Ω·m。
五、注意事项 1.为减小金属丝横截面积带来的误差，测量直径时用螺旋 测微器在金属丝的三个不同位置各测量一次，取平均值； 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； 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；
• 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
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伏安法测电阻
• 3.按图7-3-3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。
• 6.数据处理
ຫໍສະໝຸດ Baidu
.
根据上面记录的数据，完成以下表格内容：
②试触法 路若如不图知7R-x3的-2大所约示阻连值接，，可空采出用电“压试表触的法一”个，接将头电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
(2)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)
2.伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原因
电阻测量值 适用条件
适用于测量
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； 2.掌握螺旋测微器的使用和读数方法； 3.会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电 阻率。
• 二、实验原理
1.螺旋测微器的构造原理及读数
(1)螺旋测微器的原理
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。
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• 3．伏安法测电阻的控制电路 • 供电电路是一般由电源和滑动变阻器按一定的
连接方式组成，滑动变阻器在供电电路中有两 种接线方法：限流式和分压式(如图所示)．限 流式可省一个耗电支路，分压式电压调节范围 大，应根据需要选用．
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• 变阻器的分压与限流接法是高考的热点， 虽然两种电路均可调节负载电阻电压和电 流的大小，但在不同条件下，调节效果大 不一样．
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
RA<<Rx 大电阻
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
(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或 Rx/RA>RV/Rx时，选用“内接法”，当Rx<<RV 或Rx/RA<RV/Rx时，选用“外接法”， 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”。
• (5)特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及 电阻允许通过的最大电流值反复推敲，以能减小 误差的连接方式为好．
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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=ρl/S，得出计算金属丝电阻率的公式 ρ=RxS/l=πd2U/(4lI)。