测金属丝的电阻率(原创精品课件)

7.误差分析
（1）测量金属丝的直径和长度产生 的误差；电流表和电压表的读数等 会带来测量误差. （2）外接时电压表的分流引起的误 差； （3）通电时，电阻发热，温度升高 引起电阻率变化产生的误差。
1.在“测定金属的电阻率”实验中， 用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度 位置如图所示，用米尺测出金属丝的长 度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用 伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据 电阻定律计算出该金属材料的电阻率． (1)从图中读出金属丝的直径为__0_._6_7_9__mm.
由于金属丝电阻较小，为减小误差，实验中应采用电流表的外
接法。
答案： 1.400 11.4 金属丝的长度 外
【解析】金属丝长度: l=982.0 mm-10.0 mm=972.0 mm。 测量金属丝直径的方法是：在铅笔上紧密缠绕金属丝N匝，用 米尺量出该N匝金属丝的宽度D，由此可以计算得出金属丝的平 均直径为D/N。 答案：972.0 测量方法见解析
1.如何计算金属的电阻率？（结合导体电阻的规律） 2.要测量一段金属导线的电阻率，需要测量哪些物理 量？分别用什么方法去测量这些物理量？ 3.设计测导线电阻的电路要考虑哪些？请画出电路图， 并说明如何确定导线的电阻的阻值。
1.实验目的:
①练习使用螺旋测微器和游标卡尺，并会进行读数 ②学会用伏安法测电阻阻值 ③测定金属的电阻率
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及 下列器材： A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω
①要想较准确地测出其阻值，电压表应选___A_____，电流
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω R/Ω 1 2 3
(4)金属丝材料的电阻率ρ＝ ＝________Ω·m.
6.注意事项
（1）本实验中被测金属电阻阻值较小，因此测量 电路必须采用电流表外接法； （2）为减小误差，测量直径时，应在金属导线三 个不同位置各测一次，求其平均值； （3）测量导线长度时，应测量拉直的连入电路的 有效长度，且测三次，取平均值； （4）开关闭合前滑动变阻器滑片应置于阻值最大 位置；（限流式时） （5）测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜过 长。以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过 程中变大．
测定金属的电阻率
复习巩固：游标卡尺几螺旋测微器的读数练习
0
1
0
5
10 10.5mm
0 0
1 10
2 20
3
3.30mm
6.18 mm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
12
3
4
5
6
78
9
0
30
45
40
0
5
35
10
10
0.500mm
30
25
20
15
0
5
20
10
1515 20
10
10.190mm
思考讨论，并回答以下问题
5．数据处理 测量数据填入下表中：
实验 次数
1 2 3
长度
平均 直径 平均 横截面积
L/cm 长度L/cm d/mm 直径d/mm S/mm2
(1)金属丝的长度L＝________ cm＝________ m.
(2)金属丝的横截面积S＝________mm2＝____________m2.
(3)金属丝的电阻R＝________Ω.
E2(电动势12 V，内阻不计)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 _________mm。
(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应 选_______、电源应选______(均填器材代号)，在下面虚线框中 完成电路原理图。
2.实验原理:
R l
S
RU I
导体电阻的决定式 导体电阻的定义式
S (d )2
2
金属丝的横截面积
RS Ud 2
l 4Il
电路原理如图
A
3.实验器材
螺旋测微器，毫米刻度尺，学生电源， 电流表，电压表，滑动变阻器，开关， 被测金属导线，导线若干。
4.实验步骤
（1）用螺旋测微器测金属导线直径，计算其横 截面积S； （2）确定电表量程，连接电路； （3）用毫米刻度尺测出连入电路中的金属导线 的长度； （4）将滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关； （限流式时） （5）改变滑片位置，读出几组相应的U、I值并 计算金属导线的电阻； （6）代入测量数据计算金属导线的电阻率； （7）断开开关，拆除电路，整理器材。
【规范解答】金属丝的直径：
d=1 mm+0.01×40.0 mm=1.400 mm。
电压表、电流表的示数分别为5.0 V和0.44 A。由欧姆定律得：
R 5.0≈11.4 Ω。
0.44
由 R 得l金属丝的电阻率
S
故 除RlS了，电阻R、金属丝横截
面积S需要测量外，还需要测量金属丝长度l。
实验原理与电路设计 【典例2】(2012·山东高考)在测量金属丝电阻率的实验中，可 供选用的器材如下： 待测电阻丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；
A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)； 电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；
表应选____C____，滑动变阻器应选____E____．(填序号)
②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物
ห้องสมุดไป่ตู้
接线中的两处明显错误．
错误1： 导线连接在滑动变阻器的滑片上 ；
错误2： 采用了电流表内接法
.
仪表读数及电路选择 【典例1】(2012·济宁高二检测)在“测定金属电阻率”的实验 中，用千分尺测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电 阻。千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则可读 出该金属丝的直径是________mm，金属丝的电阻值是 _________Ω(要求保留三位有效数字)。除此以外，还需测量的 物理量是____________，电路选择电流表_______(选填“内” 或“外”)接法。
【规范解答】(1)金属丝的直径：d=1.5 mm+0.01×27.3 mm =1.773 mm (2)由于金属丝的额定电流约为0.5 A，即电路中的电流较小， 应选用量程较小的电流表A1。由于金属丝两端电压最大约 2 V(U=0.5×4 V=2 V )，应选用电动势为3 V的电源E1。由于 金属丝电阻较小，为减小误差，实验中应采用电流表的外接 法，电路图如图所示：