第十一章電路及其應(yīng)用11.3

實驗：導(dǎo)體電阻率的測量（二）目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

當(dāng)堂小練1.掌握測量金屬絲電阻率的實驗原理和方法.2.了解伏安法測電阻的思路及實驗數(shù)據(jù)的處理方法．學(xué)習(xí)目標(biāo)不同導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，電阻率是反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的重要物理量。那么，我們該如何測量導(dǎo)體的電阻率呢？新課導(dǎo)入

：測量金屬絲的橫截面積。：測量金屬絲的長度。：測量金屬絲的電阻。

直接測長度l、電阻為R、直徑d：一、實驗思路新課講解測量工具：毫米刻度尺（電阻絲總長度約幾十厘米，可選用毫米刻度尺）；分度值1mm，可估讀到0.1mm；測量思路：測量接入電路的電阻絲有效長度，多測幾次求取平均值。有效長度二、測量金屬絲的長度舉例：毫米刻度尺的使用毫米刻度尺的最小分度值為

,測量時應(yīng)精確到

mm,估讀到

mm.1mm10.1【65.5mm】二、測量金屬絲的長度測量思路：測量金屬絲的直徑d，間接得出金屬絲的橫截面積。測量方法：1.選刻度尺，利用累積法測直徑；2.選螺旋測微器或游標(biāo)卡尺直接測量直徑，在電阻絲的不同位置測量3次，求得直徑的平均值。三、測量金屬絲的直徑為減小誤差，盡量選用螺旋測微器。測量思路：用電壓表測出電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過電阻的電流I，利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值R；測量方法：伏安法四、測量金屬絲的電阻ESPRxAV1.電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”。2.電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”。AVRxAVRx“伏安法”測電阻的兩種接法四、測量金屬絲的電阻因電流表有分壓、電壓表有分流作用,兩種方法測量電阻都有誤差，那么，實際應(yīng)用中該如何選擇呢？電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：誤差分析1：電流表外接法AVRx誤差來源于電壓表的分流，分流越小，誤差越小。測量小電阻，即Rx<<RV情況下，使用外接法誤差較小。

四、測量金屬絲的電阻電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：誤差分析2：電流表內(nèi)接法誤差來源于電流表的分壓，分壓越小，誤差越小。測量大電阻，即Rx>>RA情況下，使用內(nèi)接法誤差較小。

四、測量金屬絲的電阻AVRx“內(nèi)外接”方法的選擇——規(guī)律內(nèi)接法RXVARXAV外接法慶威物理2.誤差：大內(nèi)偏大，小外偏小當(dāng)

（即)時用內(nèi)接法當(dāng)（即)時用外接法當(dāng)（即)時兩種接法均可1.結(jié)論：大內(nèi)小外四、測量金屬絲的電阻若伏特表示數(shù)有明顯變化，即

用外接；若安培表示數(shù)有明顯變化，即

用內(nèi)接。“內(nèi)外接”方法的選擇——試探法VASabR按內(nèi)外接的方式依次連接，觀察電流表、電壓表示數(shù)變化情況。四、測量金屬絲的電阻測量未知電阻時，需取同一電阻的多組電壓和電流值。此時可接入滑動變阻器，能起到直接改變測量電阻的電流或電壓大小的作用，達到測多組數(shù)據(jù)的實驗效果。那么，滑動變阻器該如何接入電路呢？四、測量金屬絲的電阻滑動變阻器的接法限流式

U0SRABPRx分壓式

U0SPRxRAB目的：調(diào)節(jié)滑動變阻器使得電阻有多組U、I數(shù)據(jù).四、測量金屬絲的電阻滑片P在移動過程中，待測電阻RX的電壓和電流變化情況當(dāng)滑片P處于A端：滑變接入阻值RP=0;待測電阻所分電壓最大，為U0；待測電阻的電流

當(dāng)滑片P處于B端：滑變接入阻值RP=Rmax；待測阻值所分電壓最小待測電阻的電流

“限流式”接法四、測量金屬絲的電阻U0SRABPRx內(nèi)阻不計當(dāng)滑片P處于A端：滑變?nèi)孔柚礡max與Rx并聯(lián)(RAP=0；RBP=Rmax與Rx并聯(lián))待測電阻所分電壓最大，為電源電壓U0；待測電阻的電流U0SPRxRAB當(dāng)滑片P處于B端：滑變接入全部阻值Rmax，此時Rx被短路(RAP=Rmax;RBP=0與Rx并聯(lián))待測阻值所分電壓最小，為0；待測電阻的電流為0滑片P在移動過程中，待測電阻RX的電壓和電流變化情況“分壓式”接法四、測量金屬絲的電阻電源內(nèi)阻不計1.限流接法:優(yōu)點:電路結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、耗能少。缺點：電壓或電流不能從0變起、調(diào)節(jié)范圍小?！皟煞N”接法的優(yōu)缺點四、測量金屬絲的電阻U0SRABPRxU0SPRxRAB2.分壓接法：優(yōu)點:電壓或電流能從0調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍大。缺點：電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不方便、耗能多。以下3種情況必須用分壓接法：(1)當(dāng)要求電壓或電流從0變起時;(2)當(dāng)待測電阻的阻值遠大于滑動變阻器的總阻值時;(3)當(dāng)采用限流接法，無論怎樣調(diào)節(jié)都不能保證電路的安全時。（注：當(dāng)兩種接法均可時，一般采用限流接法。）1.滑動變阻器的接法四、測量金屬絲的電阻(1)當(dāng)采用限流接法時，選擇總電阻與待測電阻的阻值相接近的那一個。(2)當(dāng)采用分壓接法時，選擇總電阻小而額定電流大的那一個。2.滑動變阻器的選擇

分壓外接法

VARx分壓內(nèi)接法AVRx限流內(nèi)接法

RxAV

限流外接法

RxAV由于電阻絲的電阻較小，做實驗時，選擇外接法；當(dāng)不要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，可選擇耗能較低的限流法。測電阻的四種常用電路四、測量金屬絲的電阻器材的選擇1.安全性原則：例如電壓表與電流表不能超過量程。2.精確性原則：例如電壓表與電流表的指針偏角不能過小，應(yīng)使其指針偏角不小于滿偏的1/3.3.方便性原則4.經(jīng)濟性原則四、測量金屬絲的電阻五、測金屬絲的電阻率ESPRxAV三、實驗器材螺旋測微器或游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺、電壓表、電流表、定值電阻、開關(guān)及導(dǎo)線、被測金屬導(dǎo)線、電池、滑動變阻器。一、實驗?zāi)康模簻y量金屬絲的電阻率二、實驗原理：如圖1.測直徑:在被測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑,并記錄;2.量長度:測有效長度,反復(fù)測量3次;3.連電路:按原理圖所示的電路圖連接實驗電路;4.求電阻:改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,記入表格內(nèi),斷開開關(guān)S。5.拆除實驗電路,整理好實驗器材。四、實驗步驟五、測金屬絲的電阻率五、數(shù)據(jù)處理

五、測金屬絲的電阻率1.因一般金屬絲電阻較小,為了減少實驗的系統(tǒng)誤差,應(yīng)選擇電流表外接法。2.本實驗滑動變阻器若用分壓式接法,在接通電源之前應(yīng)將滑動變阻器調(diào)到電壓表為零的狀態(tài)。3.測量I時應(yīng)測接入電路中的金屬絲的有效長度(即兩接線柱之間的長度);在金屬絲的3個不同位置上用螺旋測微器或游標(biāo)卡尺測量直徑d。4.電流不宜過大(電流表用0-0.