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1、第九章第九章恒定电流恒定电流 第5节 实验：测定金属丝的电阻率电阻定律电阻定律1 1、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的横截面积成反比。横截面积成反比。横截面积成反比。横截面积成反比。2 2、表达式：、表达式：、表达式：、表达式：3 3、电阻率、电阻率、电阻率、电阻率 ：与导体的材料和温度有关。：与导体的材料和温度有关。：与导体的材料和温度有关。：与导体的材料和温度有关。一般金属的电阻率随温度的升高而增大。当温度降一般金属的电阻率随温度的升高而增大。当温度
2、降一般金属的电阻率随温度的升高而增大。当温度降一般金属的电阻率随温度的升高而增大。当温度降低到绝对零度附近时，某些材料电阻率减小到零，低到绝对零度附近时，某些材料电阻率减小到零，低到绝对零度附近时，某些材料电阻率减小到零，低到绝对零度附近时，某些材料电阻率减小到零，这种现象称为超导现象。这种现象称为超导现象。这种现象称为超导现象。这种现象称为超导现象。l l1、实验目的是什么？实验原理是什么？画出实、实验目的是什么？实验原理是什么？画出实验电路图。验电路图。l l2、实验过程应该注意什么问题？本实验会出现、实验过程应该注意什么问题？本实验会出现什么样的误差？如何减小误差？什么样的误差？如何减小
3、误差？l l3、本实验的考题有什么变化的形势？、本实验的考题有什么变化的形势？【实验步骤】1直径测定：用螺旋测微器在被测金属导线上的三个直径测定：用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线，计算出导线的横截面积的横截面积S .2电路连接：连接好用伏安法测电阻的实验电路电路连接：连接好用伏安法测电阻的实验电路3长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量属导线的有效长度，反复测量3次，求其平均值次，求其平均值l.4U、I测量：把滑动变阻器的滑动片调节到使
4、接入电测量：把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数应的电流表、电压表的示数I和和U的值，填入记录表格内，的值，填入记录表格内，断开开关断开开关S，求出金属导线电阻，求出金属导线电阻R的平均值的平均值5拆除电路，整理好实验器材拆除电路，整理好实验器材基础再现基础再现深度思考深度思考实验八实验八 测定金属的电阻率测定金属的电阻率基础再现基础再现深度思考深度思考l l 注意事项注意事项注意事项
5、注意事项 l l1 1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。线拉直。线拉直。线拉直。l l2 2本实验中被测金属导线的电阻值较
6、小，因此本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。实验电路必须采用电流表外接法。实验电路必须采用电流表外接法。实验电路必须采用电流表外接法。l l3 3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次实验连线时，应先从电源的正极出发，依次实验连线时，应先从电源的正极出发，依次实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭
7、合电路），然后再把电压表并器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。联在待测金属导线的两端。联在待测金属导线的两端。联在待测金属导线的两端。l l4 4闭合电键闭合电键闭合电键闭合电键S S之前，一定要使滑动变阻器的滑之前，一定要使滑动变阻器的滑之前，一定要使滑动变阻器的滑之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。动片处在有效电阻值最大的位置。动片处在有效电阻值最大的位置。动片处在有效电阻值最大的位置。l l5 5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流在用伏安法测电
8、阻时，通过待测导线的电流在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度强度强度强度I I的值不宜过大（电流表用的值不宜过大（电流表用的值不宜过大（电流表用的值不宜过大（电流表用00.6A00.6A量程），通电量程），通电量程），通电量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中变化。成其电阻率在实验过程中变化。成其电阻率在实验过程中变化。成其电阻率在实验过程中变化。l l测电测电阻率阻率阻率阻率l
9、l 例例例例1 1 在在在在“ “测测定金属定金属定金属定金属导导体的体的体的体的电电阻率阻率阻率阻率” ”的的的的实验实验中，待中，待中，待中，待测测金属金属金属金属导线导线的的的的电电阻阻阻阻R Rx x约为约为5 5W WW W，实验实验室室室室备备有下列有下列有下列有下列实验实验器材器材器材器材l lA. A. 电压电压表表表表V V1 1（量程（量程（量程（量程3V3V，内阻，内阻，内阻，内阻约为约为15k15kW WW W）l lB. B. 电压电压表表表表V V2 2（量程（量程（量程（量程15V15V，内阻，内阻，内阻，内阻约为约为75k75kW WW W）l lC. C. 电
10、电流表流表流表流表A A1 1（量程（量程（量程（量程3A3A，内阻，内阻，内阻，内阻约为约为0 0. . . .2 2W WW W）l lD. D. 电电流表流表流表流表A A2 2（量程（量程（量程（量程600mA600mA，内阻，内阻，内阻，内阻约为约为1 1W WW W）l lE. E. 变变阻器阻器阻器阻器R R1 1（0 0100100W WW W，0 0. . . .6A6A）l lF. F. 变变阻器阻器阻器阻器R R2 2（0 020002000W WW W，0 0. . . .1A1A）l lG. G. 电电池池池池E E（电动势为电动势为3V3V，内阻，内阻，内阻，内阻约
11、为约为0 0. . . .3 3W WW W）l lH. H. 开关开关开关开关S S，导线导线若干若干若干若干l l（1 1）为为减小减小减小减小实验误实验误差，差，差，差，应选应选用的用的用的用的实验实验器材有（填代号）器材有（填代号）器材有（填代号）器材有（填代号）_。A、D、E、G、Hl l（2 2）为为减小减小减小减小实验误实验误差，差，差，差，应选应选用下用下用下用下图图中中中中_（填（填（填（填“ “a a” ”或或或或“ “” ”）为该实验为该实验的的的的电电路原理路原理路原理路原理图图，并按所，并按所，并按所，并按所选择选择的的的的电电路原理路原理路原理路原理图图把把把把实实
12、物物物物图图用用用用导线连导线连接起来。接起来。接起来。接起来。b bl l例例例例4 4在在在在“ “测定金属丝电阻率测定金属丝电阻率测定金属丝电阻率测定金属丝电阻率” ”实验中，若粗估金属丝的电阻实验中，若粗估金属丝的电阻实验中，若粗估金属丝的电阻实验中，若粗估金属丝的电阻RxRx约约约约33，为减小误差，要求金属丝发热功率，为减小误差，要求金属丝发热功率，为减小误差，要求金属丝发热功率，为减小误差，要求金属丝发热功率P0.75WP0.75W，备有部分，备有部分，备有部分，备有部分仪器有：仪器有：仪器有：仪器有：l lA.6VA.6V电池组电池组电池组电池组l lB.B.电流表（电流表（电
13、流表（电流表（0 00.6A0.6A，内阻，内阻，内阻，内阻0.5)0.5)l lC.C.电流表（电流表（电流表（电流表（0 03A3A，内阻，内阻，内阻，内阻0.01)0.01)l lD.D.电压表（电压表（电压表（电压表（0 03V3V，内阻，内阻，内阻，内阻11kk) )l lE.E.滑动变阻器（滑动变阻器（滑动变阻器（滑动变阻器（0 02020），额定电流），额定电流），额定电流），额定电流1A1A）l l实验中用螺旋测微器测量金属丝直径时，测量结果如图所示，实验中用螺旋测微器测量金属丝直径时，测量结果如图所示，实验中用螺旋测微器测量金属丝直径时，测量结果如图所示，实验中用螺旋测微器测
14、量金属丝直径时，测量结果如图所示，则金属丝直径是则金属丝直径是则金属丝直径是则金属丝直径是_mm._mm.l l(2)(2)上述器材中电流表应选用的是上述器材中电流表应选用的是上述器材中电流表应选用的是上述器材中电流表应选用的是_（用字母代替）（用字母代替）（用字母代替）（用字母代替）. .l l(3)(3)在方框内画出实验电路图在方框内画出实验电路图在方框内画出实验电路图在方框内画出实验电路图. .l l下右图中的下右图中的下右图中的下右图中的P P是一根表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜的是一根表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜的是一根表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜的是一根表面均匀地镀有一层很薄的
15、电阻膜的长陶瓷管（碳膜布满圆柱体的外侧面）。陶瓷管的长度约长陶瓷管（碳膜布满圆柱体的外侧面）。陶瓷管的长度约长陶瓷管（碳膜布满圆柱体的外侧面）。陶瓷管的长度约长陶瓷管（碳膜布满圆柱体的外侧面）。陶瓷管的长度约为为为为50cm50cm，外径约为，外径约为，外径约为，外径约为6cm6cm，所用电阻膜材料电阻率为，所用电阻膜材料电阻率为，所用电阻膜材料电阻率为，所用电阻膜材料电阻率为 ，管的两端有导电箍管的两端有导电箍管的两端有导电箍管的两端有导电箍MM、N N。该电阻的长度就是陶瓷管的长。该电阻的长度就是陶瓷管的长。该电阻的长度就是陶瓷管的长。该电阻的长度就是陶瓷管的长度，其截面积可看作等于膜的厚
16、度与圆周长的乘积。现有度，其截面积可看作等于膜的厚度与圆周长的乘积。现有度，其截面积可看作等于膜的厚度与圆周长的乘积。现有度，其截面积可看作等于膜的厚度与圆周长的乘积。现有器材为：器材为：器材为：器材为：A.A.米尺、米尺、米尺、米尺、B.B.游标卡尺、游标卡尺、游标卡尺、游标卡尺、C.C.螺旋测微器、螺旋测微器、螺旋测微器、螺旋测微器、D.D.电压表、电压表、电压表、电压表、E.E.电流表、电流表、电流表、电流表、F.F.电池组、电池组、电池组、电池组、G.G.滑动变阻器、滑动变阻器、滑动变阻器、滑动变阻器、H.H.电阻箱、电阻箱、电阻箱、电阻箱、I. I.电键电键电键电键和导线。请你设计一
17、个测量该电阻膜厚度和导线。请你设计一个测量该电阻膜厚度和导线。请你设计一个测量该电阻膜厚度和导线。请你设计一个测量该电阻膜厚度d d的实验方案。的实验方案。的实验方案。的实验方案。l l所须选用的器材有：所须选用的器材有：所须选用的器材有：所须选用的器材有：_（填器材前的字母即可）。（填器材前的字母即可）。（填器材前的字母即可）。（填器材前的字母即可）。l l所须测量的所须测量的所须测量的所须测量的物理物理物理物理量有：量有：量有：量有：_、_、 _、 _。l l 根据实验测得的以上数据计算电阻膜厚度根据实验测得的以上数据计算电阻膜厚度根据实验测得的以上数据计算电阻膜厚度根据实验测得的以上数据
18、计算电阻膜厚度d d的数学表达的数学表达的数学表达的数学表达式为：式为：式为：式为：d d=_=_。 MN间距离间距离L、管的外、管的外径径D、电流、电流I、电压、电压UA（用来测量（用来测量MN间的间的长度）、长度）、B（用来测量陶（用来测量陶瓷管的外径）、瓷管的外径）、D、E、F、G、I（以上用来测量（以上用来测量电阻膜的阻值）电阻膜的阻值）l l 在左下图的方框中画出实验电路图（在左下图的方框中画出实验电路图（在左下图的方框中画出实验电路图（在左下图的方框中画出实验电路图（MNMN间的间的间的间的电阻膜的电阻约几个电阻膜的电阻约几个电阻膜的电阻约几个电阻膜的电阻约几个，滑动变阻器的总阻值
19、，滑动变阻器的总阻值，滑动变阻器的总阻值，滑动变阻器的总阻值为为为为5050）。并将右下图中的实物按电路图连接起）。并将右下图中的实物按电路图连接起）。并将右下图中的实物按电路图连接起）。并将右下图中的实物按电路图连接起来（有根导线已经连好，不得改动）。来（有根导线已经连好，不得改动）。来（有根导线已经连好，不得改动）。来（有根导线已经连好，不得改动）。测量大电阻所以要采用电流表内接法；由于被测电阻测量大电阻所以要采用电流表内接法；由于被测电阻阻值远大于滑动变阻器的总阻值，所以只有采用分压电阻值远大于滑动变阻器的总阻值，所以只有采用分压电路才能做到多取几组数据测电阻值，减小偶然误差。路才能做到
20、多取几组数据测电阻值，减小偶然误差。【例例2】在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图金属丝直径时的刻度位置如图13所示，用米尺测出金属丝的长所示，用米尺测出金属丝的长度度L L，金属丝的电阻大约为，金属丝的电阻大约为5，先用伏安法测出金属丝的电阻，先用伏安法测出金属丝的电阻R R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为_mmmm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：为此取来两节新的干电池、开关和若干
21、导线及下列器材：A电压表电压表03V V，内阻，内阻10k kB电压表电压表015V V，内阻，内阻50k kC电流表电流表00.6A A，内阻，内阻0.05D电流表电流表03A A，内阻，内阻0.01E滑动变阻器滑动变阻器010F滑动变阻器滑动变阻器0100图图130.680要求较准确地测出其阻值，电压表应选要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选电流表应选_，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选_(填填序号序号)ACE实验中某同学的实物接线如图实验中某同学的实物接线如图14所示，请指出该所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误同学实物接线中的两处明显错误错误错误1：_；错误错误2：_。图图14导线连接在滑动变阻器的滑片上导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法采用了电流表内接法 实验八实验八 测定金属的电阻率测定金属的电阻率课堂探究课堂探究突破考点突破考点
