实验-测定金属的电阻率课件.ppt

1、 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掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率二、实验原理二、实验原理1 1、把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻，、把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻，,电路原理如图所示。电路原理如图所示。2 2、用毫米刻度尺测金属丝接入电路、用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度部分的长度l,用螺旋测微器测得用螺旋测微器测得金属丝的直径金属丝的直径d,d,算出横截面积算出横截面积 3 3、根据电阻定律、根据电阻定律 ,得金属丝得金属丝电阻率电阻率 。xURI21Sd4 。RSlRSl三、实验器材三、

2、实验器材被测金属丝，直流电源被测金属丝，直流电源(4 V)，电，电 流流 表表(00.6 A)，电电 压压 表表(03 V)，滑动变阻器，滑动变阻器(50)，开关，导线，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺若干，螺旋测微器，毫米刻度尺四、实验步骤1用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各 测 一 次直径，求出其平均值d.2按实验原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导 线的 有效 长度，反复测量3次，求出其平均值l.4把滑动变阻器的滑片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，闭合电键S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电

3、压表的示数I和U的值，填入记 录表 格 内，断 开电 键S，求 出导线电阻 Rx的平均值5整理仪器五、数据处理五、数据处理1.1.在求在求R Rx x的平均值时可用两种方法的平均值时可用两种方法(1)(1)用用 分别算出各次的数值，再取平均值。分别算出各次的数值，再取平均值。(2)(2)用用U-IU-I图线的斜率求出。图线的斜率求出。2.2.计算电阻率计算电阻率将记录的数据将记录的数据U U、I I、l、d d的值代入电阻率计算式的值代入电阻率计算式xURI2d U4I。l六、注意事项1测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长度，应在连入电路后拉直的情况下进行2本实验中被测金属丝的阻值较

4、小,故采用电流表外接法3电流不宜太大(电流表用00.6 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【典例【典例1 1】在测量金属丝电阻率的实验中，可供选在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：用的器材如下：待测电阻丝：待测电阻丝：R Rx x(阻值约阻值约4 4，额定电流约，额定电流约0.5 A)0.5 A)；电压表：电压表：V(V(量程量程3 V3 V，内阻约，内阻约3 k)3 k)；电流表：电流表：A A1 1(量程量程0.6 A0.6 A，内阻约，内阻约0.2)0.2)；A A2 2(量程量程3 A3 A，内阻约，内阻约0.05)0.05)；电

5、源：；电源：E E1 1(电动势电动势3 V3 V，内，内阻不计阻不计)；E E2 2(电动势电动势12 V12 V，内阻不，内阻不计计)；滑动变阻器：；滑动变阻器：R(R(最大阻值约最大阻值约20)20)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S S；导线。；导线。(1)(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为为 mmmm。(2)(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选应选_、电源应选、电源应选_(_(均填器材代号均填器材代号)，在虚线框内，

6、在虚线框内完成电路原理图。完成电路原理图。(2)(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选应选_、电源应选、电源应选_(_(均填器材代号均填器材代号)，在虚线框内，在虚线框内完成电路原理图。完成电路原理图。【标准解答】【标准解答】(1)(1)螺旋测微器的固定刻度上显示为螺旋测微器的固定刻度上显示为1.5 mm1.5 mm，小数部分由可动刻度读得为小数部分由可动刻度读得为0.273 mm0.273 mm，二者相加就是测量值，二者相加就是测量值，1.5 mm+0.273 mm=1.773 mm1.5 mm+0.273 mm=1.7

7、73 mm。(2)(2)待测电阻丝的额定电流约为待测电阻丝的额定电流约为0.5 A,0.5 A,为为了减小实验误差，应选量程为了减小实验误差，应选量程为0.6 A0.6 A的电的电流表流表A A1 1;待测电阻丝的电阻约为待测电阻丝的电阻约为4 4，额，额定电流约为定电流约为0.5 A0.5 A，故由欧姆定律得额定，故由欧姆定律得额定电压约为电压约为2 V2 V，所以电源应选，所以电源应选E E1 1。由于待测电阻丝的电阻较小，。由于待测电阻丝的电阻较小，故电流表应选外接法。电路原理图如图所示。故电流表应选外接法。电路原理图如图所示。答案：答案：(1)1.773(1.771(1)1.773(1

8、.7711.7751.775均正确均正确)(2)A(2)A1 1 E E1 1 电路图如图电路图如图 【典例【典例2】在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，的实验中，若待测金属丝的电阻约为若待测金属丝的电阻约为5，要求测量结果尽，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：量准确，提供以下器材供选择：A电池组电池组(3 V，内阻，内阻1)B电流表电流表(03 A，内阻，内阻0.012 5 )C电流表电流表(00.6 A，内阻，内阻0.125 )D电压表电压表(03 V，内阻，内阻4 k)E电压表电压表(015 V，内阻，内阻15 k)F滑动变阻器滑动变阻器(020，允许最大电流，允许

9、最大电流1 A)G滑动变阻器滑动变阻器(02 000 ,允许最大电流允许最大电流0.3 A)H开关、导线若干开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用_(填写仪器前的字母代号)；(2)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时，应采 用电 流表_(选 填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏_(选填“大”或“小”)；(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示，则读数为_mm；ACDFH外外小小0.900(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得 电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式_.【随堂训练】【随堂训练】1.1.（多选）在（多选）在“测

10、定金属的电阻率测定金属的电阻率”实验中实验中,造成实验误差的原因是造成实验误差的原因是()()A.A.用伏安法测金属丝的电阻时用伏安法测金属丝的电阻时,电流表及电压电流表及电压表内阻对电阻测量的影响表内阻对电阻测量的影响B.B.电池的内阻对实验的影响电池的内阻对实验的影响C.C.用毫米刻度尺测金属丝的长度时的测量误差用毫米刻度尺测金属丝的长度时的测量误差D.D.用螺旋测微器测金属丝的直径时的测量误差用螺旋测微器测金属丝的直径时的测量误差【解析】【解析】选选A A、C C、D D。无论电流表内接。无论电流表内接或外接或外接,电表的内阻都对测量有影响；电表的内阻都对测量有影响；金属丝的长度和直径测

11、量不准都会引起金属丝的长度和直径测量不准都会引起误差；电池的内阻对测量结果无影响，误差；电池的内阻对测量结果无影响，故故A A、C C、D D正确。正确。2.2.在某小组的两位同学采用在某小组的两位同学采用“伏安法伏安法”测金属丝测金属丝的电阻实验中，根据同一组数据进行正确描点后，的电阻实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图甲、乙各作出一条图线，如图甲、乙所示，根据你对实验的理解，所示，根据你对实验的理解，你认为你认为 同学的图线正同学的图线正确，根据你选择的图线算出确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为该金属丝的电

12、阻为 。(保留两位有效数字保留两位有效数字)【解析】【解析】当金属丝两端电压为零时，通过的当金属丝两端电压为零时，通过的电流也为零，因此图线必过原点，故甲同学电流也为零，因此图线必过原点，故甲同学的图线正确；在甲同学画的图线上距原点较的图线正确；在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一个点，其坐标值为远的地方取一个点，其坐标值为(0.4A,1.52(0.4A,1.52 V),V),故金属丝电阻为故金属丝电阻为答案：答案：甲甲 3.83.8U 1.52R 3.8 I0.4。3.3.在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，待测金属的实验中，待测金属导线的电阻导线的电阻R Rx x约为约为5

13、 5。实验室备有下列实验器材：。实验室备有下列实验器材：A.A.电压表电压表V V1 1(量程量程3 V3 V，内阻约为，内阻约为15 k)15 k)B.B.电压表电压表V V2 2(量程量程15 V15 V，内阻约为，内阻约为75 k)75 k)C.C.电流表电流表A A1 1(量程量程3 A3 A，内阻约为，内阻约为0.2)0.2)D.D.电流表电流表A A2 2(量程量程600 mA600 mA，内阻约为，内阻约为1)1)E.E.变阻器变阻器R R1 1(0(0100 100，0.3 A)0.3 A)F.F.变阻器变阻器R R2 2(0(02 000 2 000，0.1 A)0.1 A)

14、G.G.电池电池E(E(电动势为电动势为3 V3 V，内阻约为，内阻约为0.3)0.3)H.H.开关开关S S，导线若干，导线若干(1)1)为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有材有 。(2)(2)为了减小实验误差，应选用图甲中为了减小实验误差，应选用图甲中 (选填选填“a”a”或或“b”)b”)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图乙为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来。用导线连接起来。【解析】【解析】(1)(1)由电池由电池E E决定了电压表选决定了电压表选V V1 1;结合结合R Rx x粗略计算电流在粗略计算电流在600 mA600 mA内，故选内，故选A A2 2;由由R Rx x约约为为5 5 确定变阻器选确定变阻器选R R1 1，故应选器材有，故应选器材有A A、D D、E E、G G、H H。(2)(2)因因A A2 2的内阻不能满足远小于的内阻不能满足远小于R Rx x，电流表应，电流表应外接，故选图外接，故选图b b。实物连接如图所示。实物连接如图所示。答案：答案：(1)A(1)A、D D、E E、G G、H (2)b H (2)b 实物图连接见解析实物图连接见解析