測金屬絲的電阻率課件

學(xué)案3實(shí)驗(yàn)(一)：測定金屬的電阻率

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法；2.掌握螺旋測微器的使用和讀數(shù)方法；3.會用伏安法測電阻，進(jìn)一步測定金屬的電阻率。1PPT課件學(xué)案3實(shí)驗(yàn)(一)：測定金屬的電阻率一、二、實(shí)驗(yàn)原理1.螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)(1)螺旋測微器的原理測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm。即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時(shí)誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。(2)讀數(shù)：測量時(shí)被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。測量值(毫米)=固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)2PPT課件2PPT課件

2.伏安法測電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較3PPT課件2.伏安法測電阻3PPT課件

(2)兩種電路的選擇①定量判定法若已知待測電阻的大致阻值Rx，電流表的內(nèi)阻RA和電壓表的內(nèi)阻RV，則：當(dāng)Rx>>RA或Rx/RA>RV/Rx時(shí)，選用“內(nèi)接法”，當(dāng)Rx<<RV或Rx/RA<RV/Rx時(shí)，選用“外接法”，Rx/RA=RV/Rx時(shí)，兩種接法均可。簡單概括即為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。

4PPT課件(2)兩種電路的選擇4PPT課件②試觸法若不知Rx的大約阻值，可采用“試觸法”，將電路如圖7-3-2所示連接，空出電壓表的一個(gè)接頭S，然后將S分別與a，b接觸一下，觀察兩表示數(shù)變化情況。

a.若電流表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用較強(qiáng)，即Rx阻值較大，應(yīng)采用“內(nèi)接法”，S應(yīng)接b

b.若電壓表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用較強(qiáng)，即Rx阻值較小，應(yīng)采用“外接法”，S應(yīng)接a5PPT課件②試觸法5PPT課件3．伏安法測電阻的控制電路供電電路是一般由電源和滑動變阻器按一定的連接方式組成，滑動變阻器在供電電路中有兩種接線方法：限流式和分壓式(如圖所示)．限流式可省一個(gè)耗電支路，分壓式電壓調(diào)節(jié)范圍大，應(yīng)根據(jù)需要選用．6PPT課件3．伏安法測電阻的控制電路6PPT課件變阻器的分壓與限流接法是高考的熱點(diǎn)，雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載電阻電壓和電流的大小，但在不同條件下，調(diào)節(jié)效果大不一樣．(1)負(fù)載電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路．(2)要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式電路．7PPT課件變阻器的分壓與限流接法是高考的熱點(diǎn)，雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載(3)負(fù)載電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起時(shí)，可采取限流接法．(4)兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖鹘臃偣β瘦^?。?5)特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流值反復(fù)推敲，以能減小誤差的連接方式為好．8PPT課件(3)負(fù)載電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓4.電阻率的測定原理把金屬絲接入如圖所示的電路中，用電壓表測金屬絲兩端的電壓，用電流表測金屬絲中的電流，根據(jù)Rx=U/I計(jì)算金屬絲的電阻Rx，然后用米尺測量金屬絲的有效長度l，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，計(jì)算出金屬絲的橫截面積S；根據(jù)電阻定律Rx=ρl/S，得出計(jì)算金屬絲電阻率的公式ρ=RxS/l=πd2U/(4lI)。9PPT課件4.電阻率的測定原理9PPT課件三、實(shí)驗(yàn)器材被測金屬絲、米尺、螺旋測微器、電壓表電流表、直流電源、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線若干。10PPT課件三、實(shí)驗(yàn)器材10PPT課件四、實(shí)驗(yàn)步驟1.用螺旋測微器在金屬絲的三個(gè)不同位置分別測量金屬絲的直徑，將測量結(jié)果記入表格，求直徑的平均值，計(jì)算出金屬絲的橫截面積。2.用米尺測量接入電路中的被測金屬絲的長度l，測量三次，將測量結(jié)果記入表格中。

3.按圖7-3-3所示的電路連接好器材，注意滑動變阻器應(yīng)調(diào)在阻值最大的位置，電流表和電壓表選擇好適當(dāng)?shù)牧砍獭?/p>

4.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸片，讀出幾組相應(yīng)的電流表和電壓表的示數(shù)I和U的值，記入記錄表格內(nèi)。

5.打開開關(guān)S，拆除電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。

6.數(shù)據(jù)處理11PPT課件四、實(shí)驗(yàn)步驟11PPT課件根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容：

(1)金屬絲的長度=_____cm=______m；

(2)金屬絲的橫截面積S=________mm2=________m2。

(3)金屬絲的電阻=__________Ω。(4)金屬絲材料的電阻率ρ==_________Ω·m。12PPT課件根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容：12PPT課件

五、注意事項(xiàng)

1.為減小金屬絲橫截面積帶來的誤差，測量直徑時(shí)用螺旋測微器在金屬絲的三個(gè)不同位置各測量一次，取平均值；2.測量金屬絲的長度應(yīng)該在接入電路后且在拉直的狀態(tài)下進(jìn)行，為減小誤差應(yīng)測量三次取平均值；

3.為了減少由于溫度變化而帶來的測量誤差，實(shí)驗(yàn)中注意通電時(shí)間不宜過長、電流不宜過大；

4.測量電路采用電流表外接法，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值時(shí)注意同時(shí)觀察兩個(gè)電表的示數(shù)，盡量使表的指針偏轉(zhuǎn)較大，以減少讀數(shù)誤差，但是注意防止超過量程；

5.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，測量金屬絲的電阻時(shí)一般電流I、電壓U測量多次，求出對應(yīng)的電阻后取電阻的平均值，實(shí)驗(yàn)中也可以利用U-I圖線求電阻；

6.閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻最大的位置；

13PPT課件五、注意事項(xiàng)13PPT課件六、誤差分析1.金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得到的，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一；2.采用伏安法測量金屬絲的電阻時(shí)，必然帶來系統(tǒng)誤差；3.金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差；4.由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差14PPT課件六、誤差分析14PPT課件命題規(guī)律根據(jù)題設(shè)要求選擇適當(dāng)儀器，設(shè)計(jì)符合要求的電路，并求出待測電阻值．[考例2]如圖所示為用伏安法測量一個(gè)定值電阻的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：伏安法測電阻15PPT課件命題規(guī)律根據(jù)題設(shè)要求選擇適當(dāng)儀器，設(shè)計(jì)符合要求的電路，并求(1)待測電阻Rx(約100Ω)(2)直流毫安表(量程0～10mA，內(nèi)阻50Ω)(3)直流電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻5kΩ)(4)直流電源(輸出電壓4V，內(nèi)阻不計(jì))(5)滑動變阻器(阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A)(6)開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在本題的實(shí)物圖上連線．16PPT課件(1)待測電阻Rx(約100Ω)16PPT課件應(yīng)選擇外接法，滑動變應(yīng)選擇分壓電路，最后畫出電路圖如圖(a)，實(shí)物連線如圖(b)．17PPT課件應(yīng)選擇外接法，滑動變應(yīng)選擇分壓電路，最后畫出電路圖如圖(a)18PPT課件18PPT課件[總結(jié)評述]

連接實(shí)驗(yàn)圖的基本方法：(1)分析各元件的連接方式和控制電路的方式．(2)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．(3)畫出連接各元件，一般先從電源正極開始，到開關(guān)再到滑動變阻器等，按順序以單線連接的方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來，然后再將要并聯(lián)的元件并聯(lián)到電路中．(4)電壓表應(yīng)并聯(lián)，電流表應(yīng)串聯(lián)，且電流應(yīng)由正極流入、負(fù)極流出(5)變阻器的觸頭位置應(yīng)保證電路中用電器的安全，即保證電路中流過的電流最小或加在用電器兩端的電壓最?。?6)連線不能交叉．19PPT課件[總結(jié)評述]連接實(shí)驗(yàn)圖的基本方法：19PPT課件用伏安法測量某電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：A．待測電阻Rx：范圍在5～8Ω，額定功率1WB．電流表A1：量程0～0.6A(內(nèi)阻約0.2Ω)C．電流表A2：量程0～3A(內(nèi)阻約0.05Ω)D．電壓表V1：量程0～3V(內(nèi)阻約3kΩ)E．電壓表V2：量程0～15V(內(nèi)阻約15kΩ)F．滑動變阻器R：0～100ΩG．蓄電池：電動勢12VH．導(dǎo)線，電鍵為了較準(zhǔn)確地測量，并保證器材安全，電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，并畫出電路圖．20PPT課件用伏安法測量某電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：20PPT課選用電流表的外接法測電阻；應(yīng)選擇限流式電路，其電路如圖所示．[答案]

A1

V1

21PPT課件選用電流表的外接法測電阻；應(yīng)選擇限流式電路，其命題規(guī)律利用伏伏法、安安法、電阻箱和電壓表(或電流表)法、代替法等，測電阻值并設(shè)計(jì)電路．[考例3]用以下器材測量電阻Rx的阻值(900Ω～1000Ω)；電源E，具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1＝750Ω；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r2＝2500Ω；滑動變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干．22PPT課件命題規(guī)律利用伏伏法、安安法、電阻箱和電壓表(或電流表)法、試畫出測量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題目中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)；(2)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx＝________.23PPT課件試畫出測量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題(1)測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．(2)電壓表的示數(shù)為U1，電壓表的示數(shù)為U2，電壓表的內(nèi)阻為r1，根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的規(guī)律，算出Rx的電阻為Rx＝r1.24PPT課件(1)測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．24PPT課件

學(xué)案3實(shí)驗(yàn)(一)：測定金屬的電阻率

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法；2.掌握螺旋測微器的使用和讀數(shù)方法；3.會用伏安法測電阻，進(jìn)一步測定金屬的電阻率。25PPT課件學(xué)案3實(shí)驗(yàn)(一)：測定金屬的電阻率一、二、實(shí)驗(yàn)原理1.螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)(1)螺旋測微器的原理測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm。即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時(shí)誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。(2)讀數(shù)：測量時(shí)被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。測量值(毫米)=固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)26PPT課件2PPT課件

2.伏安法測電阻(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較27PPT課件2.伏安法測電阻3PPT課件

(2)兩種電路的選擇①定量判定法若已知待測電阻的大致阻值Rx，電流表的內(nèi)阻RA和電壓表的內(nèi)阻RV，則：當(dāng)Rx>>RA或Rx/RA>RV/Rx時(shí)，選用“內(nèi)接法”，當(dāng)Rx<<RV或Rx/RA<RV/Rx時(shí)，選用“外接法”，Rx/RA=RV/Rx時(shí)，兩種接法均可。簡單概括即為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。

28PPT課件(2)兩種電路的選擇4PPT課件②試觸法若不知Rx的大約阻值，可采用“試觸法”，將電路如圖7-3-2所示連接，空出電壓表的一個(gè)接頭S，然后將S分別與a，b接觸一下，觀察兩表示數(shù)變化情況。

a.若電流表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用較強(qiáng)，即Rx阻值較大，應(yīng)采用“內(nèi)接法”，S應(yīng)接b

b.若電壓表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用較強(qiáng)，即Rx阻值較小，應(yīng)采用“外接法”，S應(yīng)接a29PPT課件②試觸法5PPT課件3．伏安法測電阻的控制電路供電電路是一般由電源和滑動變阻器按一定的連接方式組成，滑動變阻器在供電電路中有兩種接線方法：限流式和分壓式(如圖所示)．限流式可省一個(gè)耗電支路，分壓式電壓調(diào)節(jié)范圍大，應(yīng)根據(jù)需要選用．30PPT課件3．伏安法測電阻的控制電路6PPT課件變阻器的分壓與限流接法是高考的熱點(diǎn)，雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載電阻電壓和電流的大小，但在不同條件下，調(diào)節(jié)效果大不一樣．(1)負(fù)載電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路．(2)要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式電路．31PPT課件變阻器的分壓與限流接法是高考的熱點(diǎn)，雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載(3)負(fù)載電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起時(shí)，可采取限流接法．(4)兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖鹘臃偣β瘦^?。?5)特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流值反復(fù)推敲，以能減小誤差的連接方式為好．32PPT課件(3)負(fù)載電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓4.電阻率的測定原理把金屬絲接入如圖所示的電路中，用電壓表測金屬絲兩端的電壓，用電流表測金屬絲中的電流，根據(jù)Rx=U/I計(jì)算金屬絲的電阻Rx，然后用米尺測量金屬絲的有效長度l，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，計(jì)算出金屬絲的橫截面積S；根據(jù)電阻定律Rx=ρl/S，得出計(jì)算金屬絲電阻率的公式ρ=RxS/l=πd2U/(4lI)。33PPT課件4.電阻率的測定原理9PPT課件三、實(shí)驗(yàn)器材被測金屬絲、米尺、螺旋測微器、電壓表電流表、直流電源、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線若干。34PPT課件三、實(shí)驗(yàn)器材10PPT課件四、實(shí)驗(yàn)步驟1.用螺旋測微器在金屬絲的三個(gè)不同位置分別測量金屬絲的直徑，將測量結(jié)果記入表格，求直徑的平均值，計(jì)算出金屬絲的橫截面積。2.用米尺測量接入電路中的被測金屬絲的長度l，測量三次，將測量結(jié)果記入表格中。

3.按圖7-3-3所示的電路連接好器材，注意滑動變阻器應(yīng)調(diào)在阻值最大的位置，電流表和電壓表選擇好適當(dāng)?shù)牧砍獭?/p>

4.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸片，讀出幾組相應(yīng)的電流表和電壓表的示數(shù)I和U的值，記入記錄表格內(nèi)。

5.打開開關(guān)S，拆除電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。

6.數(shù)據(jù)處理35PPT課件四、實(shí)驗(yàn)步驟11PPT課件根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容：

(1)金屬絲的長度=_____cm=______m；

(2)金屬絲的橫截面積S=________mm2=________m2。

(3)金屬絲的電阻=__________Ω。(4)金屬絲材料的電阻率ρ==_________Ω·m。36PPT課件根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容：12PPT課件

五、注意事項(xiàng)

1.為減小金屬絲橫截面積帶來的誤差，測量直徑時(shí)用螺旋測微器在金屬絲的三個(gè)不同位置各測量一次，取平均值；2.測量金屬絲的長度應(yīng)該在接入電路后且在拉直的狀態(tài)下進(jìn)行，為減小誤差應(yīng)測量三次取平均值；

3.為了減少由于溫度變化而帶來的測量誤差，實(shí)驗(yàn)中注意通電時(shí)間不宜過長、電流不宜過大；

4.測量電路采用電流表外接法，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值時(shí)注意同時(shí)觀察兩個(gè)電表的示數(shù)，盡量使表的指針偏轉(zhuǎn)較大，以減少讀數(shù)誤差，但是注意防止超過量程；

5.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，測量金屬絲的電阻時(shí)一般電流I、電壓U測量多次，求出對應(yīng)的電阻后取電阻的平均值，實(shí)驗(yàn)中也可以利用U-I圖線求電阻；

6.閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻最大的位置；

37PPT課件五、注意事項(xiàng)13PPT課件六、誤差分析1.金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得到的，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一；2.采用伏安法測量金屬絲的電阻時(shí)，必然帶來系統(tǒng)誤差；3.金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差；4.由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差38PPT課件六、誤差分析14PPT課件命題規(guī)律根據(jù)題設(shè)要求選擇適當(dāng)儀器，設(shè)計(jì)符合要求的電路，并求出待測電阻值．[考例2]如圖所示為用伏安法測量一個(gè)定值電阻的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：伏安法測電阻39PPT課件命題規(guī)律根據(jù)題設(shè)要求選擇適當(dāng)儀器，設(shè)計(jì)符合要求的電路，并求(1)待測電阻Rx(約100Ω)(2)直流毫安表(量程0～10mA，內(nèi)阻50Ω)(3)直流電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻5kΩ)(4)直流電源(輸出電壓4V，內(nèi)阻不計(jì))(5)滑動變阻器(阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A)(6)開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在本題的實(shí)物圖上連線．40PPT課件(1)待測電阻Rx(約100Ω)16PPT課件應(yīng)選擇外接法，滑動變應(yīng)選擇分壓電路，最后畫出電路圖如圖(a)，實(shí)物連線如圖(b)．41PPT課件應(yīng)選擇外接法，滑動變應(yīng)選擇分壓電路，最后畫出電路圖如圖(a)42PPT課件18PPT課件[總結(jié)評述]

連接實(shí)驗(yàn)圖的基本方法：(1)分析各元件的連接方式和控制電路的方式．(2)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．(3)畫出連接各元件，一般先從電源正極開始，到開關(guān)再到滑動變阻器等，按順序以單線連接的方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來，然后再將要并聯(lián)的元件并聯(lián)到電路中．(4)電壓表應(yīng)并聯(lián)，電流表應(yīng)串聯(lián)，且電流應(yīng)由正極流入、負(fù)極流出(5)變阻器的觸頭位置應(yīng)保證電路中用電器的安全，即保證電路中流過的電流最小或加在用電器兩端的電壓最小．(6)連線不能交叉．43PPT課件[總結(jié)評述]連接實(shí)驗(yàn)圖的基本方法：19PPT課件用伏安法測量某電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：A．待測電阻Rx：范圍在5～8Ω，額定功率1WB．電流表A1：量程0～0.6A(內(nèi)阻約0.2