2025年高中物理试卷(带答案)实验十二　测定金属丝的电阻率.docx

实验十二测定金属丝的电阻率

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．

3．了解半偏法、等效法等测电阻的方法．

4．学会替换和改装电表进行实验．

5．会利用电学实验知识探究创新实验方案．

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＝UI

4．求电阻率ρ＝SRx

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：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．

考点一教材原型实验

考向1电流表、电压表的读数

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，只需在精确值后加一估

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

例1(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.

考向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

测量值大于真实值

R测＝U测I测＝R

测量值小于真实值

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

例2某实验小组欲采用伏安法测量未知电阻Rx(阻值约为10Ω)的阻值，实验室提供了电源E(电动势为12V)，电压表V(量程为3V，内阻约为几千欧姆)，电流表A1(量程为600mA，内阻约为几欧姆)，电流表A2(量程为300mA，内阻约为几欧姆)，滑动变阻器R，开关S及导线若干．

(1)实验小组选用图________(选填“甲”或“乙”)所示电路图测量出的电阻阻值误差较小，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．

(2)为使测量结果更加准确，实验小组在现有器材的基础上，找到电阻箱R0，设计了图丙所示的电路图，则a处应该接电流表________，b处应该接电流表________(选填“A1”或“A2”)．

(3)根据第(2)问中设计出的电路图进行操作，先断开开关S2，闭合开关S1，电路稳定后，b处电流表的示数为I1，a处电流表的示数为I2，调节电阻箱的阻值为R01，使得I2＝I12，再闭合开关S2，电路稳定后，a处电流表的示数为I3，电压表的示数为U，则待测电阻Rx＝________，a处电流表的内阻RA＝________(均用题目中给出的物理量符号表示

考向3测量金属丝的电阻率

例3[2023·辽宁卷]导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆．现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图