物理（新课标）一轮复习教师用书：第七章 恒定电流 实验七 测定金属的电阻率 .docxVIP

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实验七测定金属的电阻率

［基本要求］

[数据处理］

1.在求Rx的平均值时可用两种方法:

（1)第一种是用Rx＝eq\f（U,I)算出各次的数值，再取平均值.

(2)第二种是用U-I图线的斜率求出.

2。计算电阻率:将记录的数据U、I、d、l的值代入电阻率计算公式ρ＝Rxeq\f（S，l)＝eq\f（πd2U,4Il）。

［误差分析］

1.测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差。

2.电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为

电流表外接，所以Rx测Rx真，由Rx＝ρeq\f(l，S），知ρ测ρ真。

3.通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差。

[注意事项］

1.先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。

2。电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法.

3.电流控制：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.

考向1对实验原理和误差的考查

［典例1](1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是mm、A、V.

(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20kΩ,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用），电源电动势E＝4.5V，内阻较小.则以下电路图中,(填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏(填“大”或“小”）.

甲乙

（3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0Ω，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的（填字母代号）电路。此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx＝(用题中字母代号表示）.

［解析］(1）螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为49。9×0.01mm＝0.499mm，金属丝直径为0。5mm＋0.499mm＝0.999mm.电流表读数为0。42A,电压表读数为2.20V.

(2)因RV?Rxeq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(Rx＝\f（2。20，0。42）Ω≈5。2Ω）)，测量电路采用电流表外接法，故最佳电路为甲电路，此时测量结果因电压表的分流而偏小。

（3)若已知电流表内阻时，最佳电路为乙电路，由欧姆定律得：Rx＋RA＝eq\f(U，I)，那么Rx＝eq\f(U,I）－RA.

［答案](1）0。999(0。998～1。000间均可）0。422.20(2）甲小（3)乙eq\f（U,I)－RA

1.电表读数先看量程，再确定精确度，最后读数。

2.对伏安法测电阻，外接法是由于电压表分流产生系统误差，内接法是由于电流表分压产生系统误差。

考向2对数据处理的考查

[典例2］（2017·江西南昌一模）某学生用如图a所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab，电阻约10Ω，导线允许流过的最大电流为0。8A;稳恒电源；电源输出电压恒为E＝12V；电压表V，量程为0～3V，内阻约5kΩ；保护电阻：R1＝10Ω,R2＝30Ω，R3＝200Ω；刻度尺;螺旋测微器;开关S；导线若干等.

实验时的主要步骤如下:

①用刻度尺量出导线ab的长度l，用螺旋测微器测出导线的直径d.

②按如图a所示电路将实验所需器材用导线连接好.

图a

③闭合开关S，移动接线触片P,测出aP长度x，读出电压表的示数U.

④描点作出U。x曲线，求出金属导线的电阻率ρ。

完成下列填空：

(1)由螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图b所示，该金属导线的直径d＝mm.

图b

（2)如果实验时既要保证安全,又要测量误差较小，保护电阻R应选.

（3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U作出的U-x图线如图c所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率ρ＝。（用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)

图c

［解析］（1)d＝0。5mm＋0.01×37.0mm＝0。870mm.

(2）已知被测金属导线允许流过的最大电流Imax＝0。8A,则Rmin＝eq\f（E,Imax)＝eq\f（12，0。8)V＝15Ω，又电压表量程为0~3V,所以为保证安全，又要测量误差较小，应选电阻R2.

(3）设金属导线单位长度的电阻为R0，当x长度的导线两端电压为U时,由