人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用3 实验：导体电阻率的测量优质ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用3 实验：导体电阻率的测量优质ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了注意事项，实验步骤，误差分析，答案034外，导线等等内容，欢迎下载使用。

不同导体的导电性能不同，电阻率是反映导体材料导电性能的重要物理量。通过上一节的学习，我们找到了测量导体长度和直径的工具和方法，那么，要测导体的电阻率我们又该如何操作呢？
2.用游标卡尺或螺旋测微器测量金属丝的直径。
1.用毫米刻度尺测量金属丝的长度。
3.用伏安法测量金属丝的电阻。
直流电流表(0~0.6A)、直流电压表(0~3V)、电池(3V)、滑动变阻器(0~10Ω)长约1m的金属电阻丝、开关1个、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器
测量金属丝的直径,在不同位置测量三次,取平均值,并算出金属丝的横截面积 S。
把金属丝接入电路中,先用毫米刻度尺测量金属丝连人电路的有效长度三次,取平均值;
电阻丝有效长度的测量： 电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺。需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的有效长度l。反复测量多次，得到有效长度的平均值。
电阻丝直径的测量：因为电阻丝比较细，所以直接用刻度尺测量就会产生比较大的误差。下面介绍几种测量直径的方案。
即取一段新的电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕用分度值为1 mm的刻度尺测出总宽度，再除以圈数，这样便可以提高电阻丝直径的测量精度了。
在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值
电阻的测量：按实验电路图连接实物电路。改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过U-I图像求得电阻R。
电压表、电流表的使用及读数
（1）图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 　　　　⁠ A，图中指针示数是 　　　　⁠ A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 　　　　⁠ A，图中指针示数为 　　　　⁠ A。 
答案：（1）0.02　0.44　0.1　2.20　
（2）图乙使用较小量程时，每小格表示 　　　　⁠ V，图中指针的示数为 　　　　⁠ V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示 　　　　⁠ V，图中指针示数为 　　　　⁠V。 
答案：（2）0.1　1.70　0.5　8.5　
电流表的内接法和外接法
电流表的内、外接法的选择
定性法:将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较：
（1）若Rx较小，宜采用电流表外接法；（2）若Rx较大，宜采用电流表内接法
比较法:当已知Rx、RA、RV的大约阻值时：
试触法：按图接好电路，让电压表一个接线柱固定接好，另一个接线柱P先后与a、b处接触一下记录两表的读数为Ia、Ua、Ib、Ub：⁠
答案：Rx1　大于　小于
（2021·浙江6月选考）小李在实验室测量一电阻R的阻值。
因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝ 　　　　⁠ A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此可知应采用电流表 　　　　⁠（选填“内”或“外”）接法。 
注意：分压式接法中电压和电流的调节范围大，但限流式接法较节能且电路简单。
滑动变阻器的限流接法和分压接法
滑动变阻器两种接法的选择
（1）滑动变阻器必须采用分压式接法的几种情况
①要求电压（或电流）能从零开始变化；
②当待测电阻Rx≫R滑（R滑为滑动变阻器的最大阻值）时；
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻的允许电流。
（2）除了上述三种情况外，如果滑动变阻器采用两种接法都能满足要求，则从节能、方便操作角度考虑，优先选用限流式接法。
对点训练——电路的选择
某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10 kΩ），除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A.电压表（量程0～1 V，内阻约10 kΩ）
B.电压表（量程0～10 V，内阻约100 kΩ）
C.电流表（量程0～1 mA，内阻约30 Ω）
D.电流表（量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω）
E.电源（电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计）
F.电源（电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计）
G.滑动变阻器R0（阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A）
（1）为使测量尽量准确，电压表选用 　　　　⁠，电流表选用 　　　　⁠，电源选用 　　　　⁠。（均填器材的字母代号） 
答案　（1）B　C　F　
（2）在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图。
（3）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会 　　　　⁠其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
答案　（3）大于　电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端的电压，电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压（其他表述正确也可）
为测量“12 V，5 W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：
电源：12 V，内阻不计；
电流表：量程0～0.6 A、0～3 A，内阻约为0.2 Ω；
电压表：量程0～3 V、0～15 V，内阻约为15 kΩ；
滑动变阻器：0～20 Ω，允许最大电流1 A；
开关一个，导线若干，实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节。
（1）以下四个电路图你认为最合适的是 　　　　⁠。 
（1）安全性：确保电源、电阻和电表都不会过载，如电流表或电压表量程一定要大于被测电流或电压的最大值。（2）精确性：判断选用多大量程的电表时，应考虑尽可能减小测量误差，对于电压表或电流表，应使指针偏转到满刻度的1/3到2/3处，多用电表选用欧姆挡时，应尽可能使指针指在中间刻度附近。（3）可调性：选用滑动变阻器时，应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又能实现调节时测量电表的示数变化明显。
电学实验设计的“三原则”
（1）连线顺序：画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来，其次将要并联的元件并联到电路中去。（2）避免交叉：连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉。（3）“正、负”接线柱：要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出。
实物连线的“三点注意”
方法二：作U－I图像，利用斜率求出Rx
方法一：分别算出各次的数值，取平均值。
(1)为了方便,应在金属电阻丝接人电路前测量其直径;为了准确,测量金属电阻丝的长度时应测量拉直悬空的、接人电路中的金属电阻丝的有效长度.直径和长度各测量三次,取平均值。(2)本实验中被测金属丝的电阻较小,因此采用电流表外接法,滑动变阻器采用限流接法还是分压接法,要根据实验要求或提供的器材规格进行选择。(3)伏安法测电阻时,通过金属电阻丝的电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属电阻丝的温度明显升高,使得电阻率在实验过程中逐渐增大。(4)通过U-I图像求电阻,在描点连线时,要让尽可能多的点落在直线上,其余各点均匀分布在直线两侧个别明显偏离直线的点应舍去。
（1）金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。（2）采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。（3）金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。（4）由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。
对点训练——测量金属的电阻率
　某同学在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用米尺测量金属丝接入电路的长度为l，用螺旋测微器测量金属丝直径（刻度位置如图所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为6 Ω），然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下实验器材：A.直流电源：电动势约3 V，内阻很小；B.电流表A：量程0～0.6 A，内阻约为0.125 Ω；C.电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ；
D.滑动变阻器：最大阻值20 Ω，允许通过的最大电流0.5 A；
答案：（1）0.936