实验-测金属的电阻率-课件.pptx

1、精品课件电 路人教版 测金属的电阻率测金属的电阻率特级教师优秀课件精选思维导图思维导图高考考纲高考考纲考纲内容实验：测金属的电阻率要求复习目标复习目标掌握测金属电阻率的一般方法。掌握电阻测量的除伏安法以外的其他方法（伏伏法、安安法、半偏法、等效替代法等）。知识梳理知识梳理伏安法测得螺旋测微器测得直径d毫米刻度尺测得R知识梳理知识梳理被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(050 )，开关，导线若干，_，毫米刻度尺。螺旋测微器知识梳理知识梳理实验步骤(1)测直径d：用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。(2)测长度l

2、：连接好用伏安法测电阻的实验电路。用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。平均值123测量次数导线长l/m导线直径d/m知识梳理知识梳理实验步骤(3)测电阻R：把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值 _的位置。最大闭合开关，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，填入记录表格内。断开开关。求出电阻的平均值R。次数电压U/V电流I/A1234567知识梳理知识梳理(4)拆去实验线路，整理好实验器材。(5)将测得的Rx、l、d值，代入公式R _和S _中，计算出金属丝的电阻率。实验步骤知识梳理知识梳理注意事项(1)本实验

3、中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表_法。外接如果金属丝电阻较大，应改用电流表内接法；滑动变阻器一般采用分压接法，如果金属丝电阻接近变阻器的总电阻，也可改用限流接法。(2)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。(3)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。知识梳理知识梳理(4)闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值 _的位置。注意事项最大(5)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流强度I不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电

4、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。电流表和电压表尽量同时读数。例题例题实验原理及操作实验原理及操作(2012宁波模拟)用伏安法测量金属丝的电阻(阻值在48 之间)，现提供图甲所示的实验器材。实验要求获得多组数据，且金属丝上所加的电压须从零开始。(1)请在图甲中选择必要的器材，并进行连线。提示：要求电压从零开始，则滑变用分压接法。例题例题实验原理及操作实验原理及操作(2)某次实验测量时，两表均选用小量程，表面刻度及指针如图乙所示，则该金属丝的电阻值为_。5.0 提示：电压表所选量程为03V，电流表所选量程为00.6A；注意估读。解析：电压表读数U=2.30

5、 V,电流表读数I=0.46 A，根据R=，金属丝电阻R=5.0.例题例题实验原理及操作实验原理及操作（2016江西南昌一模）某学生用如图甲所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab，电阻约10，导线允许流过的最大电流为0.8 A，稳恒电源，电源输出电压恒为E12 V，电压表V，量程为03 V，内阻约5 k，保护电阻：R110，R230，R3200。刻度尺，螺旋测微器，开关S，导线若干等。实验时的主要步骤如下：用刻度尺量出导线ab的长度l，用螺旋测微器测出导线的直径d。按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好。例题例题实验原理及操作实验原理及操作完成下列填空：(1)由螺旋

6、测微器测量金属导线的直径d，其示数如图乙所示，该金属导线的直径d _mm。提示：千分尺需要估读，以mm为单位的读数小数位为3位。解析d0.5 mm0.0137.0 mm0.870 mm.0.870闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U。描点作出Ux曲线，求出金属导线的电阻率。例题例题实验原理及操作实验原理及操作(2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R应选 _。R2保护电阻：R110，R230，R3200 提示：导线中有最大通过电流，另外需考虑电表的量程解析已知被测金属导线允许流过的最大电流Imax0.8 A，又电压表量程为03 V，所以为保证安全，又要

7、测量误差较小，应选电阻R2。(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U作出的Ux图线如图丙所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率_。(用实验器材中给出的物理量的字母和实验步骤中测出的物理量的字母表示)例题例题实验原理及操作实验原理及操作提示：本实验的原理：V随着x的增大而增大，利用串联分压找到U与x的等量关系，分析U-x图线斜率的物理意义。解析设金属导线单位长度的电阻为R0，当x长度的导线两端电压为U时，例题例题实验原理及操作实验原理及操作由闭合电路欧姆定律有所以题图丙中图线斜率例题例题仪器的选择仪器的选择在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx

8、约为5。实验室备有下列实验器材：A电压表V1(量程03 V，内阻约为15 k)B电压表V2(量程015 V，内阻约为75 k)C电流表A1(量程03 A，内阻约为0.2)D电流表A2(量程00.6 A，内阻约为11)E变阻器R1(0100，0.6 A)F变阻器R2(0200，0.6 A)G电池组E(电动势为3 V，内阻约为0.3)H开关S，导线若干 例题例题仪器的选择仪器的选择(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有_。提示：根据电源电动势选择电压表；估算电路中的最大电流以选择电流表；当所给滑变的最大值均比待测电阻大时，选择与待测电阻阻值相近的。ADEGH(2)为减小实验误差，

9、应选用图中_(填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，提示：通过比较电表与待测电阻的阻值大小关系确定电流表的接法。乙例题例题仪器的选择仪器的选择(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如下图所示，则金属丝的直径为_mm，电阻值为_。0.6355.42提示：读数时注意估读。例题例题仪器的选择仪器的选择(2012年广州模拟)在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约为3，为尽可能减小误差，要求金属丝发热功率P0.75 W，备有的部分仪器有：(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到_mm，用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到

10、_mm；提示：螺旋测微器可估读到0.001 mm；毫米刻度尺估读到最小刻度的下一位，即0.1 mm。0.10.001例题例题仪器的选择仪器的选择(2)下述器材中应选用的是_(用字母代替)；A6 V电池组B电流表(00.6 A，内阻0.5)C电流表(03 A，内阻0.01)D电压表(03 V，内阻1 k)E电压表(015 V，内阻5 k)F滑动变阻器(0100，额定电流1 A)G滑动变阻器(020，额定电流1 A)提示：根据金属丝的最大发热功率选择电压表与电流表；滑变一般选择与待测电阻阻值相近的。A、B、D、G例题例题仪器的选择仪器的选择解析：（2）P0.75W，所以金属丝两端的电压应小于 ，故

11、电压表应选D；流过的电流应小于 ，故电流表应选B;滑动变阻器从方便调节角度考虑选G；其他有A。(3)在框内画出电路图；例题例题仪器的选择仪器的选择提示：根据阻值关系判断电流表接法。解析：电流表外接，滑动变阻器分压式接法。(4)在下图中，将各器材连成实验电路。例题例题仪器的选择仪器的选择练习练习在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约3，为减小误差，要求金属丝发热功率PI g，而此时G的示数为 Ig，所以IR2 Ig，所以R2g，所以Rg测g。只有当R1Rg(R1R2)时，Rg测Rg。说明：R1Rg、R1R2为选器材提供依据，即R1应选阻值大的电阻；在安全范围内电源应选电动势大的。

12、方法技巧方法技巧半偏法测电阻利用电压表半偏测V的内阻实验步骤：(1)闭合开关S，调节R2=0，再调节R1使V示数达满偏值。(2)保持R1不变，调节电阻箱R2使电压表半偏，记录R2的值。(3)RV测R2。方法技巧方法技巧半偏法测电阻利用电压表半偏测V的内阻误差分析：接入R2后，R2与RV的串联值R串Rg，所以U总UV，而此时V的示数为1/2Ug，所以UR2 1/2UV，所以R2RV，所以RV测RV。只有当RVR1(R2R1)时，RV测RV。说明：RVR1、R2R1为选器材提供依据，即R1应选阻值小的电阻。例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）（2008年全国理综）如图所示为

13、一电学实验的实物连线图。该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值（约500 ），图中两个电压表量程相同，内阻都很大。实验步骤如下：调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑片调到最右端。合上开关S.将滑动变阻器的滑片向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转。记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2.例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）多次改变滑动变阻器滑片的位置，记下V1和V2的多组读数U1和U2。求Rx的平均值。回答下列问题：（1）根据实物连线图画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为 ，滑动变阻器的符号为 ，其余器材用通用的符号表示。（2）不计电压表

14、内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx=_。例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）（3）考虑电压表内阻的影响，用U1、U2、R0、V1的内阻r1、V2的内阻r2表示Rx的公式为Rx=_。提示：对于理想的电压表接入电路后对原电路不产生影响，而实际的电压表时要产生影响的。在考虑电压表内阻时，电压表的读数就是被测电路两端的电压又是电压表内阻两端的电压。解析：（1）电路原理图如图所示。（2）若不考虑电压表内阻的影响，通过R0与Rx的电流是相等的则有 ，故 。（3）若考虑电压表的内阻，则V1与R0并联的电阻为 ，V2与Rx并联的电阻为 ，由串联分压可知：，解得例题例题测

15、电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）(2017全国卷)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500)的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20，另一个阻值为2 000)；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）提示：连线时遵循先串后并的原则，注意不要使导线交叉。(2)完

16、成下列填空：R1的阻值为 _(填“20”或“2 000”).例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）提示：观察电路图，滑变R1采用的分压接法，故应选择阻值较小的。为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。解析：为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端对应的位置。20左将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置，最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势 _(填“相等”或“

17、不相等”)。例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）相等提示：S2接通前后，微安表示数保持不变说明S2接通前后在BD中没有电流流过。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 (结果保留到个位)。例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）提示：BD所在位置电势相等，说明闭合S2前后滑片D左右两侧的电阻比值不变。解析：设滑片D两侧电阻分别为R21和R22，由B与D所在位置的电势相等可知 ；同理，当Rz和微安表对调时，仍有 ；联立两式解得，例题例题测电阻的其

18、他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_例题例题测电阻的其他方法（比例法）测电阻的其他方法（比例法）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。提示：电表读数越接近满量程，误差越小。解析：为了提高测量精度，应调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程.比例法测电阻方法技巧方法技巧利用定值电阻和两个电流表测量利用定值电阻和两个电压表测量并联电路的特点I1RI2Rx，可得被测电阻为：串联电路的特点可得被测电阻为：注意：具体题目中看清楚是否考虑电流表内阻的影响(2016全国卷)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表V的内阻(内阻为数千欧

19、姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9)，滑动变阻器R1(最大阻值50)，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。练习练习实验步骤如下：按电路原理图(a)连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值.回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器 _(填“R1”或“R2”).练习练习R1解析本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻

20、变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。练习练习解析：滑动变阻器为分压式接法，连接实物电路如图所示：练习练习(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 _(结果保留到个位)。2520解析电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00 V和0.50 V，则RV4R2 520.(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为 _(填正确答案标号).A.100 A B.250 A C.500 A D.1 mA练习练习解析：电压表的满偏电

21、流 A=1mA，故选D正确。D例题例题测电阻的其他方法（差值法）测电阻的其他方法（差值法）在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在系统误差。某校课外研究性学习小组进行了消除电表内阻对测量影响的探究，某组利用如图所示的电路测定电阻Rx的值，其主要操作过程是：（1）闭合开关S1，将开关S2接2，调节滑动变阻器RP和r，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时的电压表和电流表的示数U1和I1;例题例题测电阻的其他方法（差值法）测电阻的其他方法（差值法）（2）请你接着写出第二步，并说明需要记录的数据：_，由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx=_。保持RP和r不变，将S2接1

22、，读出U2和I2提示：第一步操作，测量出了Rx、RA和RP的总电压和通过它们的电流；可得到它们的总阻值；那么第二步操作只需测出RA和RP的阻值，即可得到Rx的阻值（需保持RP的滑片位置不变）。例题例题测电阻的其他方法（差值法）测电阻的其他方法（差值法）本实验通过开关S2的两次接法，消除系统误差。先闭合开关S1，将开关S2接2，调节滑动变阻器RP和r，使电压表读数接近满量程，读出这时的电压表和电流表的示数U1和I1，由欧姆定律：U1=I1(Rx+RA+RP).保持滑动变阻器RP和r不变，再将开关S2接1，读出这时的电压表和电流表的示数U2和I2，由欧姆定律：U2=I2(RA+RP),得方法技巧方

23、法技巧差值法测电阻串联电路的分压原理并联电路的分流原理例题例题拓展实验拓展实验有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示。此金属管线长约30cm，电阻约10。已知这种金属的电阻率为，因管内中空部分截面积无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积 S0，现有如下器材可选：A.毫米刻度尺B.螺旋测微器C.电流表A1(600mA,1.0)D.电流表A2(3A,0.1)E.电压表V(3V,6 k)例题例题拓展实验拓展实验F.滑动变阻器R1(2K,0.5A)G.滑动变阻器R2(10，2A)H.蓄电池E(6V,0.05)I.开关一个，带夹子的导线若干(1)以上器材中，应选用的器材有_(只

24、填代号字母)ABCEGHI提示：测横截面积需先测出该金属管线样品的电阻，然后依据电阻定律求解。例题例题拓展实验拓展实验(2)画出你所设计的电路图，并把图的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值。提示：根据电表的阻值确定电表的接法；根据滑变的阻值确定滑变的接法。例题例题拓展实验拓展实验(3)实验中要测量的物理量有：_用螺旋测微器测横截面边长 a，用毫米刻度尺测金属管线长度 L，电压表示数 U，电流表示数 I.(4)计算金属管线内部中空截面积S0的表达式为：S0_例题例题拓展实验拓展实验（2010宁夏卷）用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是

25、非线性的。某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大RL的测量结果如下表所示。回答下列问题：(1)根据图所示的电路，在实物图上连线。例题例题拓展实验拓展实验(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RLt关系图线。例题例题拓展实验拓展实验提示：作RLt图象时，要连接成直线，不能画成折线。例题例题拓展实验拓展实验(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图所示。电流表的

26、读数为_，电压表的读数为_。此时等效电阻RL的阻值为_；热敏电阻所处环境的温度约为_。115 mA5.0 V43.5 64.0课堂总结课堂总结实验：测金属的电阻率实验原理：_测电阻时的注意事项本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表_法。测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝_之间的长度。测金属丝直径一定要选_进行测量，求其平均值。闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值 _的位置。在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流强度I_(电流表用00.6 A量程)，通电时间_。外接接入电路的两个端点三个不同部位最大不宜过大不宜过长课堂总结课堂总结测电阻的方法伏安法安安法伏伏法等效替代法电流表内阻已知，可做电压表使用电压表内阻已知，可做电流表使用特点：两次测量时，滑动变阻器阻值不变，电表的指针在同一位置，但可以不读数课堂总结课堂总结测电阻的方法半偏法比例法只有当R1Rg(R1R2)时，Rg测Rg。只有当RVR1(R2R1)时，RV测RV。并联电路的特点I1RI2Rx，串联电路的特点课堂总结课堂总结测电阻的方法差值法串联电路的分压原理并联电路的分流原理