人教版 (2019)必修 第三册实验：导体电阻率的测量获奖教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册实验：导体电阻率的测量获奖教学ppt课件，文件包含第十章《静电场中的能量》单元测试原卷版docx、第十章《静电场中的能量》单元测试解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
高中物理选择性必修第一册
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？请设计出你的实验思路。
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。
测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺）；分度值1mm，可估读到0.1mm；测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值。
练一练：毫米刻度尺的使用
毫米刻度尺的最小分度值为 ,测量时应精确到 mm,估读到 mm.请读出下图中物块的长度
测量思路：测量金属丝的直径d，间接得出金属丝的横截面积。测量方法：1.选刻度尺，利用累积法测直径；2.选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。
又该如何测导体的电阻呢？
测量思路：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；测量方法：伏安法
电路的设计中有哪些细节需要注意呢？
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” 。
因电流表有分压、电压表有分流作用,两种方法测量电阻都有误差，那么，实际应用中该如何选择呢？
伏安法测电阻的误差分析
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RxRA情况下，使用内接法误差较小。
2.误差：大内偏大，小外偏小
伏安法测电阻的内外接选择
若伏特表示数有明显变化，即　　　　 用外接；
若安培表示数有明显变化，即　　　　 用内接。
“内外接”方法的选择——试探法
按内外接的方式依次连接，观察电流表、电压表示数变化情况。
测量未知电阻时，需取同一电阻的多组电压和电流值。此时可接入滑动变阻器，能起到直接改变测量电阻的电流或电压大小的作用，达到测多组数据的实验效果。
那么，滑动变阻器该如何接入电路呢？
目的：调节滑动变阻器使得电阻有多组U、I数据.
滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况:
当滑片P处于A端：滑变接入阻值RP=0;待测电阻所分电压最大，为U0；待测电阻的电流
当滑片P处于B端：滑变接入阻值RP=Rmax；待测阻值所分电压最小待测电阻的电流
当滑片P处于A端：滑变全部阻值Rmax与Rx并联(RAP=0；RBP=Rmax与Rx并联)待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；待测电阻的电流
当滑片P处于B端：滑变接入全部阻值Rmax，此时Rx被短路(RAP=Rmax;RBP=0与Rx并联)待测阻值所分电压最小，为0；待测电阻的电流为0
滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况
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调节，调节范围大。缺点：电路结构复杂、操作不方便、耗能多。
滑动变阻器的接法与选择
以下3种情况必须用分压接法：(1)当要求电压或电流从0变起时;(2)当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的总阻值时;(3)当采用限流接法，无论怎样调节都不能保证电路的安全时。（注：当两种接法均可时，一般采用限流接法。）
(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。
伏安法测电阻的电路设计
伏安法测电阻的四种电路
由于电阻丝的电阻较小，做实验时，选择外接法；当不要求电压从0开始调节，可选择耗能较低的限流法。
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
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。
一、实验目的：测量金属丝的电阻率
1.测直径: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:测有效长度,反复测量3次;3.连电路:按原理图所示的电路图连接实验电路;4.求电阻: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。
1.因一般金属丝电阻较小,为了减少实验的系统误差,应选择电流表外接法。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I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0-0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化。
1.直径测量。2.长度测量。3.电路中电流表及电压表内阻对电阻测量的影响。4.通电电流大小、时间长短、致使电阻丝发热,电阻率随之变化。
【解析】（1）用螺旋测微器测量其直径D=0+0.01mm×43.4=0.434mm（2）实验中获取数据时要求电压从0开始变化，则滑动变阻器要接成分压电路，待测电阻阻值很小，因此用外接法，实物电路图如图
某实验小组“测定某金属丝的电阻率”(1)该小组成员在实验过程中，正确操作用游标卡尺（如图甲所示）测得金属丝的长度L为 cm，用螺旋测微器（如图乙所示）测得金属丝的直径d为 mm；通过图丙、丁读出某一次测金属丝电阻时，电流表和电压表的读数依次是 A、 V
(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约 20kΩ，电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势 E=4.5V，内阻很小。则以下电路图中， （选填“A”或“B”或“C”或“D”）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏 （选填“大”或“小”）。 A B C D