2.4+實(shí)驗(yàn)：測(cè)量金屬的電阻率+課件【知識(shí)精講精研】高二上學(xué)期物理教科版（2019）必修第三冊(cè)

第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：測(cè)量金屬的電阻率第二章電路及其應(yīng)用1掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法。2掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的使用方法和讀數(shù)方法。3學(xué)會(huì)利用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)出金屬絲的電阻率。教學(xué)目標(biāo)根據(jù)電阻定律R=ρl/S，可得ρ=RS/l

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因此，測(cè)出金屬絲的橫截面積S、長(zhǎng)度l和電阻R，就可求得該種金屬的電阻率。原理：（1）如何選擇待測(cè)金屬材料？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)銅和鋁的電阻率很小，要得到幾歐姆到幾十歐姆之間的電阻，需要很細(xì)或很長(zhǎng)的導(dǎo)線，不方便探究：合金材料的電阻率較大，常用的有康銅、鎳鉻合金等鎳鉻合金是電爐絲的常用材料，把它作為測(cè)量對(duì)象不必很長(zhǎng)或很細(xì)，比較方便（2）金屬絲的長(zhǎng)度l可以用刻度尺測(cè)量，金屬絲的橫截面直徑d可以用螺旋測(cè)微器（千分尺測(cè)量），根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)可以計(jì)算橫截面積S。螺旋測(cè)微器的測(cè)量原理是什么？如何操作測(cè)量？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究：測(cè)量螺桿測(cè)砧旋鈕鎖緊螺母最小分度固定刻度微調(diào)旋鈕可動(dòng)刻度尺架（1）結(jié)構(gòu)附錄：螺旋測(cè)微器精密螺紋的螺距為0.5mm，即D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm?？蓜?dòng)刻度E上的刻度為50等份，每一小格表示0.01mm。DFEB（2）原理(3)讀數(shù)方法①由固定刻度上讀出毫米數(shù)（注意半毫米線有沒有出來(lái)）;②由可動(dòng)刻度讀對(duì)齊的格數(shù),并估讀,再乘以0.01;③待測(cè)長(zhǎng)度為兩者之和.（4）螺旋測(cè)微器的使用方法①使用前應(yīng)先檢查零點(diǎn)，方法是緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)保護(hù)旋鈕，使測(cè)桿和測(cè)砧（固定小砧）接觸，此時(shí)可動(dòng)尺上的零刻線應(yīng)當(dāng)和固定刻度的零刻線對(duì)正。②左手持曲柄（U型框架），右手轉(zhuǎn)動(dòng)大旋鈕使測(cè)桿與測(cè)砧間距稍大于被測(cè)物，放入被測(cè)物，轉(zhuǎn)動(dòng)保護(hù)旋鈕K′到夾住被測(cè)物，聽到“喀喀”聲時(shí)停止。③撥固定旋鈕使測(cè)桿固定后讀數(shù)。15205100101551mm+0.5mm+10.1×0.01mm=1.601mm（3）金屬絲的電阻可以使用多用電表直接測(cè)量，但是測(cè)量精確程度較低，一般只適合大致估測(cè)其數(shù)量級(jí)。中學(xué)實(shí)驗(yàn)室較精確的測(cè)量通常采用伏安法R=U/I，如圖為采用伏安法測(cè)量金屬絲電阻的兩種電路圖。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究：電流表外接電流表內(nèi)接1.如果電流表和電壓表都是理想電表，即電流表的內(nèi)阻RA為零，電壓表的內(nèi)阻RV為無(wú)窮大，電流表內(nèi)接法和外接法兩種電路的測(cè)量結(jié)果有區(qū)別嗎?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交流討論：電流表外接電流表內(nèi)接答案：沒有區(qū)別，都為R=U/I2.因?yàn)殡娏鞅砗碗妷罕矶疾皇抢硐腚姳?，測(cè)量電阻時(shí)要產(chǎn)生誤差。（1）電流表外接法引起測(cè)量誤差的原因是什么?電流表內(nèi)接法引起測(cè)量誤差的原因是什么?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交流討論：電流表外接電流表內(nèi)接電流表外接誤差：電流表測(cè)得的電流包括流過V表的電流電流表內(nèi)接誤差：電壓表測(cè)得的電壓包括A表分到的電壓IVUA2.因?yàn)殡娏鞅砗碗妷罕矶疾皇抢硐腚姳?，測(cè)量電阻時(shí)要產(chǎn)生誤差。（2）兩種電路的測(cè)量結(jié)果，比電阻的真實(shí)值偏大還是偏??？（3）實(shí)際的電流表和電壓表，內(nèi)阻越大還是內(nèi)阻越小越精確?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交流討論：電流表外接電流表內(nèi)接

電流表內(nèi)阻越小越精確，電壓表內(nèi)阻越大越精確IVUA

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>實(shí)際測(cè)量時(shí)，要根據(jù)電阻大小與電流表和電壓表內(nèi)阻比較再選擇接法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)外接法的選擇：當(dāng)待測(cè)電阻Rx遠(yuǎn)小于電壓表本身電阻RV時(shí)，采用電流表外接當(dāng)待測(cè)電阻Rx遠(yuǎn)大于電流表本身電阻RA時(shí)，采用電流表內(nèi)接更準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)：

電流表外接

電流表內(nèi)接口訣：大內(nèi)小外如果希望在盡可能大的范圍內(nèi)改變待測(cè)電阻兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)該采用限流電路還是分壓電路。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)討論交流：測(cè)電阻的限流式電路測(cè)電阻的分壓式電路電壓變化范圍小電壓變化范圍大實(shí)驗(yàn)操作1.用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，用S=πd2/4，計(jì)算出金屬絲的橫截面積S.如果使用柔軟的銅導(dǎo)線，測(cè)量其直徑可以采用初中所學(xué)的累積法.2.用刻度尺測(cè)量導(dǎo)體的長(zhǎng)度l注意：測(cè)量時(shí)要先把金屬絲接入電路并拉直，然后用刻度尺量出它接入電路的長(zhǎng)度實(shí)驗(yàn)操作3.用伏安法測(cè)量導(dǎo)體電阻R（如果條件允許，可以先用歐姆表粗略測(cè)量，然后跟據(jù)測(cè)量值選擇外接法或內(nèi)接法），選擇限流電路或分壓電壓。測(cè)量金屬絲兩端電壓U和通過的電流I，并計(jì)算出金屬絲的電阻R。U-I數(shù)據(jù)處理：多組數(shù)據(jù)求平均值作出U-I圖像，通過圖像的斜率求出電阻R的值測(cè)量完畢后，斷開開關(guān)并拆下器材回歸原位4.用ρ