新高考物理一轮复习讲义 第10章 实验10　导体电阻率的测量（原卷版）.doc

实验十导体电阻率的测量

目标要求1.熟悉“金属丝电阻率的测量”的基本原理及注意事项.2.掌握测电阻率的电路图及误差分析．

实验技能储备

1．实验原理(如图所示)

由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)，因此，只要测出金属丝的________、________和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ.

2．实验器材

被测金属丝，直流电源(4V)，电流表(0～0.6A)，电压表(0～3V)，滑动变阻器(0～50Ω)，开关，导线若干，__________________，毫米刻度尺．

3．实验过程

(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.

(2)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丝的有效长度，反复测量多次，求出其平均值l.

(4)把滑动变阻器的滑片调到最________(填“左”或“右”)端．

(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内．

(6)将测得的R、l、d值，代入公式ρ＝eq\f(πd2R,4l)中，计算出金属丝的电阻率．

4．求R的平均值时可用两种方法

(1)用R＝eq\f(U,I)分别算出各次的数值，再取平均值．

(2)用U－I图线的斜率求出．

5．注意事项

(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表________法．

(2)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量多次，求其平均值．

(3)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．

(4)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．

(5)若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线要尽可能地通过较多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点应舍去．

6．误差分析

(1)金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差．

(2)测量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R测R真，由R＝ρeq\f(l,S)，知ρ测ρ真．

(3)通电电流过大、时间过长，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差．

考点一教材原型实验

例1在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为__________mm.(该值接近多次测量的平均值)

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx，实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约为1Ω)、电流表(内阻约为0.1Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流为2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________(选填“乙”或“丙”)图．

(3)图丁是测量Rx的实物图，图丁中已连接了部分导线．请根据(2)中所选的电路图，补充完整图中实物间的连线．

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图戊所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω.(保留两位有效数字)

(5)根据以上数据可以算出金属丝电阻率约为________(填选项前的字母)．

A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·m

C．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m

(6)任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准．下列关于误差的说法中正确的是________(填选项前的字母)．

A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

例2某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：

(1)螺旋测微器如图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，先旋转___