高中物理粤教版（2019）必修第三册第三章恒定电流课件：第三节　第2课时　金属丝电阻率的测量

这是一份物理必修 第三册测量金属丝的电阻率图文课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了课前知识梳理，典例分类讲解，题型一教材原型实验，答案图见解析，3×10－6，题型二教材实验创新，随堂巩固落实等内容，欢迎下载使用。
二、实验器材螺旋测微器、游标卡尺、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、被测金属丝、滑动变阻器、干电池．
三、实验步骤1．测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录．2．电阻丝有效长度的测量：电阻丝长度的测量工具应选用毫米刻度尺．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．3．连电路：按如图所示的电路图连接实验电路．4．电阻的测量：闭合开关，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.
四、数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：1．计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果．2．图像法：可建立I－U坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用图像切线的斜率的倒数来求出电阻值R.
五、实验注意事项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．在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态．3．测量l时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度，且金属丝伸直)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.4．电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化．
　　　(2024·黑龙江高二统考学业考试)在做“金属丝电阻率的测量”的实验中，需要测量金属丝的电阻、长度和直径三个物理量．(1)测量金属丝的直径d，用到如图甲所示测量仪器，它的名称是______(选填“A”或“B”). A．螺旋测微器　　　　B．毫米刻度尺[解析]　根据题图甲可知该测量仪器是螺旋测微器．
(2)测量金属丝的电阻R，用到如图乙所示电路． ①实验中需要多次改变电压表和电流表的示数，在虚线框内还需要连入的实验器材是________(选填“A”或“B”).A．定值电阻一个B．滑动变阻器一个②若某次测量中电压表读数为U，电流表读数为I，则电阻的测量值R＝________(用U、I表示).
　　　(2025·肇庆期末)某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的康铜丝，其中有两个步骤是用螺旋测微器测出康铜丝的直径d和用伏安法测量的康铜丝的电阻R.
(1)用螺旋测微器测量康铜丝直径如图甲所示，可知其直径为________mm.[解析]　根据螺旋测微器读数可得，康铜丝直径d＝1.5 mm＋38.0×0.01 mm＝1.880 mm.
(2)图乙是测量康铜丝电阻的原理图，根据原理图在如图丙所示的实物图中补全未画出的连线．
[解析]　为了尽量测多组数据，滑动变阻器选择分压式接法．由于康铜丝电阻较小，所以选用电流表外接法，所得实物图如图所示．
(3)闭合开关前应将滑片P移到__________(选填“a端”或“b端”)，利用上面的电路图测出的电阻值比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”).[解析]　为了防止开关闭合后电流和电压过大而损坏器材，闭合开关前应将滑片P移到a端．测量康铜丝电阻时电路选择的电流表外接法，由于电压表分流，导致电流的测量值大于真实值，则测出的电阻值比真实值偏小．
　　　(2025·深圳市期中)在“测量金属丝的电阻率”时，某实验小组选用的主要仪器有：待测金属丝(接入电路的长度为10.00 cm，电阻约为几欧)，电压表V(0 ～ 3 V，内阻约为2 kΩ；0～15 V，内阻约为15 kΩ)，电流表A(0～3 A，内阻约为0.01 Ω；0～0.6 A，内阻约为0.05 Ω)，滑动变阻器R(0～10 Ω，0.6 A)，干电池两节，导线若干．
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数应为________mm；游标卡尺测量长度如图乙所示，可知其长度L＝__________mm.[解析]　螺旋测微器读数d＝0 mm＋0.01 mm×40.0＝0.400 mm，游标卡尺测量长度如题图乙所示，可知其长度L＝101 mm＋11×0.05 mm＝101.55 mm.
(2)请用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接．
[答案]　见解析图1　
(3)实验中，调节滑动变阻器，记录到的电压表和电流表的示数如表所示，请在图丁中作出U－I图线．
[答案]　见解析图2　
解析：图线如图2所示．
(4)进一步分析，可得金属丝的电阻率ρ＝__________Ω·m(结果保留2位有效数字).
(5)测得的电阻率比真实值偏大可能原因有____________．A．金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏大B．开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大C．电压表内阻不够大导致测出的电阻偏大D．滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小解析：金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏大会导致测得的电阻率偏大，A正确；开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大会导致测得的电阻率偏大，B正确；由于电压表分流，导致电流表测量值偏大，电阻测量值偏小，则电阻率测量值会偏小，C错误；滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小，这与结果的精确度无关，D错误．
　　　(2024·山东卷，T14)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量．实验器材如下：学生电源(输出电压0～16 V)滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)；电压表V(量程0～3 V，内阻未知)；电流表A(量程0～3 A，内阻未知)；待测铅笔芯R(X型号、Y型号)；游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干．
回答以下问题：(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为____________mm.[解析]　根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数d＝2 mm＋0.01×45.0 mm＝2.450 mm.(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到____________(选填“1”或“2”)端．[解析]　由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端．
(3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I－U图像如图丙所示，求得电阻RY＝____________Ω(保留3位有效数字)；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω.
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率____________(选填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率．
1．(2025·河北衡水市期中)已知某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)该实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度L和直径D，某次测量结果如图甲、乙所示，长度L＝____________cm，直径D＝____________mm.解析：长度L＝2.3 cm＋5×0.05 mm＝2.325 cm，直径D＝6.5 mm＋0.01 mm×20.0＝6.700 mm.
(2)实验使用的滑动变阻器的阻值为0～20 Ω，请将图丙所示电路补充完整．
解析：实验使用的滑动变阻器的阻值为0～20 Ω，则采用分压电路，待测电阻为大电阻，则采用电流表内接，则实际测量电路如图所示．
(3)某次实验时，图丁所示量程为0～0.6 A的电流表读数为________A.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ρ＝____________．
2．(2023·河南郑州统考期末)小明同学家里装修水电，装修公司为厨房规划了如图甲所示的一种标称四平方的铜线(即铜线的横截面积为4 mm2).小明为了鉴定铜线的品质，将一盘长100 m的铜线带到学校实验室．
(1)用螺旋测微器多次测量铜线直径发现粗细基本均匀，某次测量读数如图乙所示，则该铜线的直径为________ mm，该铜线的粗细与标称是否一致？__________(选填“是”或“否”).
(2)为了进一步确定该铜线是否为杂质较多的再生铜，小明同学设计了如图丙所示的测量电路把100 m的铜线都接入电路，电流表、电压表读数如图丁所示，则电流表读数为________A，电压表读数为________V.已知电流表内阻RA为0.1 Ω，定值电阻R0为2.0 Ω，纯铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m.小明同学根据实验数据估算得出该铜线__________(选填“是”或“不是”)纯铜．