1、 第二课时 实验：测定金属的电阻率 实验：测定金属的电阻率 实验：测定金属的电阻率 学习互动 学习互动【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掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法；3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率【实验原理】由电阻定律Rl/S，得_金属导线的电阻R用伏安法测量，金属导线的长度l用_测量，金属导线的横截面积S可由其直径d算出，即S(d/2)2，直径d可由_测出 想一想 伏安法测电阻，电阻的测量值是否有误差？怎样减小误差呢？毫米刻度尺 螺旋测微器 RSl实验：测定金属的电阻率 学习互动 1.两种电路的误差分析在图甲电路中：测
2、量值 RUI，真实值 R UIIV，所以测量值偏小在图乙中：测量值 RUI，真实值 RUUAI，所以测量值偏大实验：测定金属的电阻率 学习互动 2选择电路的三种方法(1)直接法：电流表外接法适用于测小电阻，电流表内接法适用于测大电阻(2)比值法：在已知电表的内阻 RA、RV 及待测电阻 Rx 的范围时，可直接确定电路当RVRxRxRA时，选用电流表外接法；当RVRxRxRA时，选用电流表内接法实验：测定金属的电阻率 学习互动(3)试触法：在 RA、RV、Rx 均未知时，可采用试触法来确定电路如图所示当IaIbIaUaUbUa时，说明电压表的分流作用较明显，待测电阻较大，宜用电流表内接法实验：测
3、定金属的电阻率 学习互动 【实验器材】金属丝、螺旋测微器、电流表、_、直流电源、_、开关一个、导线若干、毫米刻度尺 想一想 螺旋测微器是怎样测量物体的长度的？其读数可精确到多少？电压表 滑动变阻器 实验：测定金属的电阻率 学习互动 1螺旋测微器的原理 螺旋测微器的螺距是0.5 mm，可动刻度一周为50格，旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm.因此，旋钮D每转过1格，测微螺杆F前进或后退0.01 mm.可见螺旋测微器的精确度为0.01 mm.实验：测定金属的电阻率 学习互动 2螺旋测微器的操作与读数 使用螺旋测微器时，将被测物体放在测砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F
4、快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，这样不至于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性当听到“喀喀”的声音时停止转动，并用止动螺旋止动 螺旋测微器的读数可用下面的公式表示：螺旋测微器的读数固定刻度的读数可动刻度上的格数精确度实验：测定金属的电阻率 学习互动 【实验步骤】1用螺旋测微器测金属导线的_，计算出导线的横截面积S.2按如图S21所示电路图连接好“用伏安法测电阻”的实验电路(金属导线电阻很小，用电流表外接法，金属导线的电阻与滑动变阻器的最大阻值接近)，把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最_的位置 图S21直径d 大 实验：测定金属的电阻率
5、学习互动 3将金属导线两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入_的金属导线的有效长度l.4闭合开关S，改变_的位置，测出多组电流表、电压表的读数 5采用计算法或采用_法求电阻R.6 把 测 量 数 据 代 入 电 阻 率 公 式 _，计算出金属的电阻率电路中滑动变阻器滑片图像d2R4l实验：测定金属的电阻率 学习互动 【实验数据的处理】想一想 怎样由实验数据得到电阻？当数据组数较少(2组)和较多(6组)时，怎样处理数据误差更小？实验：测定金属的电阻率 学习互动 1公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值 2图像法求电阻：作出UI图像，由图像
6、的斜率求出电阻值在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑实验：测定金属的电阻率 学习互动 实验：测定金属的电阻率 自我检测 1(误差分析)在“测定金属电阻率”的实验中，下列说法错误的是()A为了提高测量精度，导线的有效长度必须用毫米刻度尺测三次取平均值B为了提高测量精度，通过导线的电流要尽可能大(在电表量程允许的情况下)，而且要等电流稳定一段时间后再读数C在测导线的直径时，每测一次都应转过适当的角度，应在三个不同的位置测直径三次取平均值D测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率减小自
7、我检测 BD 解析 多次测量取平均值可以减小偶然误差，所以选项A、C正确；本实验中由于通电后会使导线发热，引起金属的电阻率变大，因此电流不能过大，所以选项B、D错误实验：测定金属的电阻率 自我检测 2(综合应用)在做“测定金属丝的电阻率”的实验时，若待测金属丝的电阻约为5，要求测量结果尽量准确，提供以下器材：A电池组(电动势约3 V)B电流表(3 A，内阻约0.0125)C电流表(0.6 A，内阻约0.125)D电压表(3 V，内阻约4 k)E电压表(15 V，内阻约15 k)F滑动变阻器(020，允许最大电流1A)G滑动变阻器(02000，允许最大电流0.3 A)H开关、导线若干实验：测定金
8、属的电阻率 自我检测 (1)实验时电流表、电压表和滑动变阻器应分 别 选 取 _、_ 和_(填写仪器前字母代号)(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx 在 组 成 测 量 电 路 时，应 采 用 电 流 表_(选填“内”或“外”)接法，测量值比真实值偏_(选填“大”或“小”)实验：测定金属的电阻率 自我检测(1)C D F(2)外 小解析(1)因电源电动势约为 3 V，电压表量程应选用 3 V，通过待测电阻的最大电流 Im ERx0.6 A，电流表量程应选用 0.6 A，所以电流表、电压表和滑动变阻器应分别选用 C、D、F.(2)因RVRxRxRA，测量电路应采用电流表外接法；因电流表示
9、数实际为待测电阻与电压表并联的总电流，测得电阻为待测电阻与电压表并联的总电阻，实验测量结果偏小实验：测定金属的电阻率 自我检测 3(螺旋测微器读数)用螺旋测微器测量两物体的长度，其示数如图S22甲、乙所示，将螺旋测微器的读数写出来 图S22 甲：_mm；乙：_cm.实验：测定金属的电阻率 自我检测 8.477 0.6578 解析 先读出固定刻度上的读数，再读出可动刻度上的读数 甲：8 mm47.70.01 mm8.477 mm.乙：6.5 mm7.80.01 mm6.578 mm0.6578 cm.实验：测定金属的电阻率 自我检测 4(实验原理)在“测定金属电阻率”的实验中，待测电阻约20，给
10、定的滑动变阻器的阻值在020 范围内连续可变，那么在测金 属 丝 的 电 阻 时，应 选 图 S23 中 的_ 在该选定的电路中，滑动变阻器R在电路中起 _ 作 用，即 为 了 调 节 电 路 中 的_，同 时 也 调 节 了 金 属 丝 两 端 的_ 图S23实验：测定金属的电阻率 自我检测 A 限流 电流 电压 解析 待测电阻约20，是一个小电阻，为减小伏安法测电阻的系统误差，本实验应采用电流表外接法；待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值接近，为调节方便，滑动变阻器应采用限流式接法实验：测定金属的电阻率 自我检测 5(综合应用)如图S24所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(
11、其长度l为50 cm左右，直径D为10 cm左右)，镀膜材料的电阻率已知，管的两端有导电箍M、N，现给你米尺、电压表V、电流表A、电源E、滑动变阻器R、开关S和导线若干，请你设计一个测量膜层厚度d的实验方案 图S24(1)实 验 中 应 该 测 定 的 物 理 量 有：_(2)画出测量的电路图(3)计算膜层厚度的表达式是_实验：测定金属的电阻率 自我检测(1)长度 l、直径 D、电压 U、电流 I(2)如图所示(3)d lIDU实验：测定金属的电阻率 自我检测 解析 对于本题所述的电阻膜来说，l 即为电阻膜的长度，S 为电阻膜的横截面积，其值等于陶瓷管的周长与电阻膜厚度的乘积，即 S Dd，由电阻定律有 RlS，于是电阻膜的厚度 d lDR，式中的电阻 R 可用伏安法测得，所以这一实验的原理可用公式 d lIDU表示从这一实验原理可知，该实验需直接测定的物理量有长度 l、直径 D、电压 U 和电流 I.根据题中所给的条件，可设计出如图所示的电路实验：测定金属的电阻率 自我检测