2025-2026学年高中物理粤教版（2019）必修第三册 3.3.2 实验：用伏安法测定金属丝的电阻率 课件

第三节 测量金属丝的电阻率第2课时 实验：用伏安法测定金属丝的电阻率随堂巩固◆练习册备用习题【实验目的】1.掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法，会正确使用.2.练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻.3.测定金属丝的电阻率.【实验原理】   【实验器材】螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、滑动变阻器.【实验步骤】1.测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录.2.连电路：按实验原理中的电路图连接实验电路.3.量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录. 【数据处理】  【误差分析】1.金属丝直径、长度的测量带来偶然误差.2.通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差).【注意事项】 例1 [2024·东莞期末] 在“测定金属丝的电阻率”的实验中：甲 0.283 乙    乙   丙[答案] 如图所示    (1)在实验中使用的是　 　(选填“0~20 Ω”或“0~200 Ω”)的滑动变阻器.  (2)在某次测量时,电压表的指针位置如图丙所示,则读数U=　 　V. [解析] 量程为0~3 V的电压表其分度值为0.1 V,估读到0.01 V,则电压为1.32 V.0~20 Ω1.32(1.31~1.34均可)(3)已知合金丝A的横截面积为7.0×10-8 m2,则合金丝A的电阻率为　 　　 Ω·m(结果保留2位有效数字).  9.9×10-7(9.6×10-7~1.0×10-6均可)  小于2.一圆柱复合材料的电阻约为3 kΩ,某实验小组通过以下实验测量其电阻率ρ.(1)该实验小组用刻度尺测量其长度L,用螺旋测微器测量其直径D,某次直径测量结果如图甲所示,D=　 　mm. [解析] 由图可得,其直径D=6.5 mm+20.0×0.01 mm=6.700 mm.6.700(2)实验使用的滑动变阻器的阻值为0~20 Ω,请将如图乙的实物电路补充完整.[答案] 如图所示 [解析] 因为待测电阻约为3千欧,则电流表应该内接,且滑动变阻器应该采用分压式接法,故电路如图.(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于　　端(填“a”或“b”). [解析] 闭合开关前,应该让待测电阻两端分的电压为零,即滑动变阻器的滑片应置于a (左)端.a(4)某次实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率,则表达式为ρ=  　.   3.在测量金属丝电阻率的实验中:(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,示数如图所示,则金属丝直径d=　 　mm. [解析] 由图可知,其示数为d=1.5 mm+27.5×0.01 mm=1.775 mm.(2)测量金属丝的电阻Rx时,电路图应选用图中的　　图. [解析] 由于金属丝电阻较小,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,故选甲图.1.775(1.773~1.777均可)甲(3)若金属丝的长度为L,直径为d,金属丝两端电压为U,流过金属丝的电流为I,则金属丝电阻率的表达式为ρ=  　(用测得的量表示).   1.(实验操作)(多选)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是( ) A.用毫米刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变√√[解析] 实验中应测量出金属丝接入电路中的长度，而不是全长，故A错误；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表分流作用很小，应采用电流表外接法，故C错误.2.(实验原理和误差分析)[2024·广州期末] 某同学在测定一根截面为圆形的废旧电热丝的电阻实验中：      (3) 实验中采用电流表外接法将导致测得的电阻率与真实值比较_______(选填“准确” “偏大”或“偏小”). 偏小[解析] 电流表外接，由于电压表分流，电流表示数大于待测电阻实际电流，所以测量值偏小.练 习 册1.[2023·浙江1月选考] 在“测量金属丝的电阻率”实验中： 0.60.6左  乙[解析] 为避免误差较大数据的影响，通过描点绘图减小实验误差，所以乙的操作更科学.  2.096(2.095～2.097均可)  最左端        右  1.200.20        (1) 除待测金属管线外，还应选用的器材有_________(只填器材前的字母).   (2) 在方框中画出你所设计方案的实验电路图，要求尽可能测出多组有关数据，并把所选仪器连成实际测量电路.[答案] 如图所示&1& [解析] 由于要求尽可能测出多组有关数值，故滑动变阻器要采用分压式接法，金属管线电阻较小，因此电流表采用外接法.       [答案] 如图甲所示[解析] 为使测量尽可能准确,需要测量范围尽可能大,故滑动变阻器采用分压式接法；因电流表内阻已知,故电流表采用内接法. [答案] 如图乙所示  2630132不达标