第二章 实验 探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系.docVIP

实验：探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 知识内容 探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 考试属性 必考 课时要求 1.进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想. 2.会用刻度尺测量金属丝的直径. 3.掌握探究导体电阻与其影响因素关系的实验原理、实验过程及数据处理方法. 一、螺旋测微器的读数原理 1．构造及原理：如图1所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm. 图1 2．使用方法：当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，直到听到“咔、咔”声． 3．读数方法： L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值． 注意：(1)以毫米为单位时，小数点后面要有三位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略． (2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出． 二、测定金属的电阻率 1．实验原理 (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝eq \f(U,I))．电路原理图如图2所示． 图2 (2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S (S＝eq \f(πd2,4))． (3)由电阻定律R＝ρeq \f(l,S)，得ρ＝eq \f(RS,l)＝eq \f(πd2R,4l)＝eq \f(πd2U,4lI)，求出电阻率． 2．实验器材 螺旋测微器、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． 3．实验步骤 (1)测直径：用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径，并记录． (2)连电路：按如图2所示的电路图连接实验电路． (3)量长度：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，重复测量3次，并记录． (4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头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，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，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． 4．数据处理 电阻R的数值可用以下两种方法确定： (1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果． (2)图象法：可建立I－U坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值R. 5．注意事项 (1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法． (2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态． (3)测量l时应测接入电路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. 一、实验原理与操作 例1　在“探究电阻与长度、横截面积的关系”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图3所示，金属丝的匝数为39，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系． 图3 (1)从图中读出金属丝的直径为 mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻约10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻约50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 ．(填序号) ②实验中某同学的实物接线如图4所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误． 图4 错误a： ； 错误b： . 答案　(1)0.649(0.647～0.651) (2)①A　C　E　②错误a：导线连接在滑动变阻器的滑片上　错误b：采用了电流表内接法 解析　(1)从图中可读出紧密绕制的金属