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人教版高中物理必修一讲解视频ppt课件电子课本2023

时间:2024-02-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大


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内容举例:

、测量金属丝的电阻率
1. 实验目的
(1)测量金属丝的电阻率。
(2)学习用伏安法测电阻。
2. 实验器材:刻度尺、螺旋测微器、学生电源、
滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线。
3. 实验原理与设计
根据电阻公式R=ρl/S,可得ρ=RS/l。用伏安法测量金属丝的电阻,由于金属丝电阻通常较小(长度有限)一般选用电流表外接法,如图所示。用螺旋测微器测量金属丝的直径,用刻度尺测出金属丝的长度。根据电阻公式,计算出金属丝的电阻率。
4. 实验步骤
(1)用螺旋测微器多次测量金属丝的直径,算出其平均值。
(2)把金属丝两端固定在接线柱上,使其拉直,用刻度尺多次测量接入电路部分的金属丝的长度,算出其平均值。
(3)按设计的电路图连接电路,并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。
(4)闭合开关,改变滑片位置,测出若干组电流、电压值填入设计的表格中。
(5)测量结束后打开开关、拆除电路、整理实验器材。
5. 数据分析
将测量的数据记入设计的表格中,并计算出金属丝的电阻值、横截面积和长度,将以上计算出的数据代入公式ρ=RS/l中,求出电阻率。
 
三、伏安法测电阻
1. 电流表和电压表的选择
(1)根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择。
(2)根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择。
(3)根据电源的参数进行选择。
2. 电流表两种接法的选择
(1)定量判断法:若已知待测电阻的阻值大约为Rx,电流表的内阻为RA,电压表的内阻为RV,则
当Rx>√(R_A R_V )时,应选用电流表内接法;
当Rx<√(R_A R_V )时,应选用电流表外接法。
(2)试触法:若不知Rx的大概值,或者RA、RV均不知道时,可借助试触法来确定是用内接法还是外接法:改变电压表一个接线端的位置,分别让电流表内接和外接。如果电流表示数的变化比电压表的明显,即ΔI/I>ΔU/U,则应采用内接法;如果电压表示数的变化比电流表的明显,即ΔU/U>ΔI/I,则应采用外接法。
3. 控制电路的选择 
由于限流式接法电路简单,耗能低,所以通常采用滑动变阻器的限流式接法。但在以下三种情况中,必须选择分压式接法:
①当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须选用分压式接法。
②若采用限流式接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时,只能采用分压式接法。
③要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续变化时(如测定导体的伏安特性曲线,校对改装后的电表等),即在大范围内测量时,必须采用分压式接法。
 
四、测量金属丝的电阻率
1. 数据处理
(1)电阻R的值
方法一,平均值法:分别计算电阻值再求平均值;
方法二,图像法:利用U-I图线的斜率求电阻。
(2)将测得的阻值Rx、金属丝的长度l、直径d的值,代入电阻率计算公式ρ=(R_x S)/l=(πd^2 R_x)/4l,计算出金属丝的电阻率。
2. 注意事项
(1)螺旋测微器读数时要估读,要注意半毫米刻度线是否已露出。读数的结果若以毫米为单位的话,最后一位应出现在小数点后的第三位上。
(2)为了方便,测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。被测金属丝的有效长度,是指待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,即电压表两个接入点间的部分,测金属丝长度时应将其拉直。
(3)为减小实验误差,金属丝的长度l、直径d、电阻R(R=U/I)应至少测量三次,然后求平均值。
(4)为保护电表,开关闭合前,滑动变阻器接入电路的阻值要调至最大。
(5)电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。
3. 误差分析
(1)测量误差:测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差。
(2)由于采用电流表外接法,电压表的分流,造成电阻测量值偏小(若误用内接法,则电流表分压影响更大)。
(3)通电电流太大,或时间太长,致使金属丝发热,电阻率随之变化。

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