高考物理实验复习实验12 测定金属丝电阻率.docVIP

实验十二 测定金属丝的电阻率 第一关：基础关展望高考 基 础 知 识 （一）实验目的： 1.掌握电阻定律； 2.掌握伏安法测电阻； 3.学会使用螺旋测微器. （二）实验原理： R=ρ，S=πd2 根据电阻定律公式R=ρ，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率ρ. （三）实验器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器；电键；被测金属导线；导线若干. （四）实验步骤： 1.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d，计算出导线的横截面积S. 2.按图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路. 3.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3次，求出其平均值l. 4.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，闭合电键S，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I和U的值，记入记录表格内，断开电键S.求出导线电阻R的平均值. 5.将测得R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ= =中，计算出金属导线的电阻率. 6.拆去实验线路，整理好实验器材. （五）注意事项 (1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，实验电路必须采用电流表外接法． (2)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，亦即电压表并入两点间的部分为待测导线长度．测量时应将导线拉直． (3)闭合电键S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． (4)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大(电流表用0～0．6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大. (5)求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U／I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象U—I（图线）的斜率来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.第二关：技法关解读高考 解 题 技 法 一、电流表外接法和内接法 技法讲解 (1)电流表外接法:如图甲所示,由于电压表的分流,电流表测出的电流比R中的实际电流要大一些,所以R测R真. (2)电流表内接法:如图乙所示,由于电流表的分压,电压表测出的电压比R两端的实际电压要大一些,所以R测R真. (3)电流表外接和内接的选择 ①用外接法时,测量电阻的真实值R=,由此可看出RV比R大得越多时,RV的分流越小,测量的误差越小.因此,外接法适宜测量小电阻. ②用内接法时,测量电阻的真实值R=,由此可看出RA比R小得越多时,RA的分压越小,测得的误差越小.因此,内接法适宜测量大电阻. 二、判定被测电阻的大小的方法 技法讲解 (1)若待测电阻的大约值已知时,当,即R约的情况下,可认为待测电阻是小电阻;当,即R约情况下,可认为待测电阻是大电阻. (2)若待测电阻的大约值未知时,可根据实验中两电表的读数变化情况判定.如图所示,当电压表的一端分别接在a\,b两点时,若电压表的示数变化较大,说明待测电阻R可以与RA相比拟,待测电阻是小电阻.若电流表的示数变化较大,说明待测电阻R可以与RV相比拟,待测电阻是大电阻. 三、滑动变阻器的两种接法 技法讲解 滑动变阻器在供电电路中有两种接线方式:限流式和分压式(如图).限流式可省一个耗电支路,分压式电压调节范围大,应根据需要选用. 变阻器的分压与限流接法是高考的热点,虽然两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调节效果大不一样. (1)负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R,须用分压式电路. (2)要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调,须用分压式电路. (3)负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差不多,且电压电流变化不要求从零调起时,可采取限流接法. (4)两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流接法总功耗较小. (5)特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲,以更能减小误差的连接方式为好. 典例剖析 典例一阻值约为30 kΩ的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的阻值.备选器材有: A.电源(E=16 V,r=2 Ω); B.电源（E=3 V,r=0.5 Ω）; C.电压表（量程0～15 V,内阻50 kΩ）; D.电压表（量程0～3 V,内阻10 kΩ）; E.电流表（量程0～500 μA,内阻500 Ω）； F.电流表（量程0～1 mA,内阻250 Ω）； G.滑动变阻器（阻值0～200 Ω）; H.电键一只，导线若干. (1)从上述器材中