高考物理总复习实验十四 测定金属丝的电阻率.docVIP

实验十四测定金属丝的电阻率

【必备知识·自主排查】

一、实验思路与操作

电路图与思路

操作要领

或

思路：测出电阻丝的电阻R、长度l和直径dS=πd

1.电路连接：按实验电路图连接实物电路．

2．物理量的测量

(1)电阻的测量：改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过U-I图像求得电阻Rx.

(2)电阻丝有效长度的测量：

电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺，反复测量多次，得到有效长度的平均值．

(3)电阻丝直径的测量：选择游标卡尺或螺旋测微器．

3．求电阻Rx＝U

4．求电阻率ρ＝SR

二、数据处理与分析

1．求Rx的平均值

方法一：用Rx＝UI算出各次的数值，再取平均值

方法二：用U-I图线的斜率求出．

2．计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算公式ρ＝RxSl＝π

注意事项

(1)游标卡尺的读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.

(2)螺旋测微器的读数：方法：固定刻度数mm＋可动刻度数(估读一位)×0.01mm.

(3)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．

(4)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．

(5)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．

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＝ρlS，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．

【关键能力·分层突破】

考点一教材原型实验

角度1电流表、电压表及电阻箱的读数

电流表、电压表的读数方法

量程

精确度

读数规则

电流表0～3A

0.1A

与刻度尺一样，采用110估读，读数规则较简单，

电压表0～3V

0.1V

电流表0～0.6A

0.02A

估读位与最小刻度在同一位，采用12

电压表0～15V

0.5V

估读位与最小刻度在同一位，采用15

【跟进训练】

1.(1)图甲使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是______A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针示数为______A．

(2)图乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V．

2．(1)有一金属材料制成的圆柱形物体，当用游标卡尺来测它的截面直径d时，示数如图甲所示，则d＝________mm.然后利用伏安法测量该物体的电阻，此时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示，则金属物体两端的电压为U＝________V，流过该物体的电流为I＝________A．

(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丁所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.

角度2仪器的选择和电路的设计

1.电流表内外接法的选择

内接法

外接法

电路图

误差原因

电流表分压U测＝Ux＋UA

电压表分流I测＝Ix＋IV

电阻测量值

R测＝U测I测＝Rx＋RA

R测＝U测I测＝Rx

适用条件

RA?Rx

RV?Rx

适用于测量

大阻值电阻

小阻值电阻

2.滑动变阻器的两种连接方式

【跟进训练】

3.在“测定金属丝的电阻率”实验中：

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图甲所示，D＝________mm.

(2)某小组利用电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)等器材测金属丝电阻，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻Rx＝50Ω.他们采用的是图乙中的________电路图，Rx的真实值________(填“大于”“小于”或“等于”)50Ω.

角度3测定金属丝的电阻率

例1为测量一根金属丝(电阻约5Ω)的电阻率ρ，选用的电学器材有：电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ)，电流表(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)，滑动变阻器(0～15Ω)，学生电源(恒压输出3V)，开关，导线若干．

(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮________(选填“A”“B”或“D”)，直至发出“喀喀”声时停止．某次的测量结果如图乙所示，其读数为________mm.

(2)请用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整．

(3)如图丁所示，实验数据已描在坐标纸上，