科学测量：金属丝的电阻率—山东省济南外国语学校鲁科版（2019）高中物理必修三课件(共43张PPT).ppt

第3章恒定电流

第6节科学测量金属丝的电阻率

1、方法：

用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R

伏安法

一、电阻的测量

2、两种电路

①电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”

②电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”

注：因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．

②系统误差：由于实验原理、实验方法、仪器精度问题引起的测量误差

①偶然误差：

由于环境偶然因素、人为偶然因素引起的测量误差

例如：长度测量的读数误差，电流表读数的误差等

例如：伏安法测电阻的误差

特点：测量值与真实值相比有时偏大有时偏小

减少偶然误差的方法：

多次测量，取平均值

特点：测量值与真实值相比总是偏大或总是偏小

减少系统误差的方法：

完善实验原理、改进实验方法、提高仪器精度

3、误差

电流表示数

4、误差分析

（1）电流表外接法

电压表示数

误差：测量值偏小

减少误差的方法：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．测量小电阻，

即情况下使用

外接法的真实值的计算方法

①测量值的计算方法：

②真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻

(RV已知时)，利用欧姆定律计算。

（2）电流表内接法

电压表示数

电流表示数

误差：测量值偏大

减少误差的方法：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．测量大电阻，

即情况下适用。

内接法的真实值计算

（1）测量值的计算方法：

（2）真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻（RA已知时），

利用欧姆定律计算。

5、电路选择

①直接比较法：当Ｒx《Ｒv时，采用外接法

当Ｒx》ＲA时，采用内接法

②阻值比值法

滑动变阻器两种接法

1、两种接法的优缺点:

①限流接法:

优点:电路结构简单；操作方便；耗能少。

缺点：电压或电流不能从0变起；调节范围小。

②分压接法：

优点:电压或电流能从0变起；调节范围大。

缺点：电路结构复杂；操作不方便；耗能多。

2、两种接法的选择：

①以下3种情况下必须用分压接法：A.当要求电压或电流从0变起时，B.当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的总阻值时，C.当采用限流接法，无论怎样调节都不能保证电路的安全时

②当两种接法均可时，一般采用限流接法。

3、滑动变阻器的选择：

①当采用限流接法时，选择总电阻与待测电阻的阻值相接近的那一个。

②当采用分压接法时，选择总电阻小而额定电流大的那一个。

器材选择与电路设计

一、器材选择的原则

1、安全性原则：例如电压表与电流表不能超过量程。

2、精确性原则：例如电压表与电流表的指针偏角不能过小，应使其指针偏角不小于满偏的1/3.

3、方便性原则

4、经济性原则

二、电路设计

1、电流表的内外接法

2、滑动变阻器的接法

科学测量：金属丝电阻率

一、实验目的

学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属丝的电阻率。

二、实验原理

1.测定金属电阻率

(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻

三、实验器材

螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器。

四、实验步骤

1.测直径:用螺旋测微器或游标卡尺在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录。

2.量长度: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3次,并记录。

3.连电路:按原理图所示的电路图连接实验电路。

4.求电阻:把滑动变阻器的滑片调节到使电压表为零的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S。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,记入表格内,断开开关S。

5.拆除实验电路,整理好实验器材。

五、数据处理

导线的横截面积S=(公式)=(代入数据)=m2。

所测金属的电阻率ρ=(公式)=(代入数据)=Ω·m。

【注意事项】

(1)因一般金属丝电阻较小,为了减少实验的系统误差,必须选择电流表外接法。

(2)本实验滑动变阻器若用分压式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到电压表为零的状态。

(3)测量l时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度);在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器或游标卡尺测量直径d。

(4)电流不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化。

【实验误差来源及分析】

(1)直径测量。

(2)长度测量。

(3)电