电学实验2.伏安法测导体电阻和电阻率 （教师版） 2024届高考物理一轮复习讲义.pdf

实验2.导体电阻和电阻率测量

.实验目的

1.学会用伏安法测电阻

2.学会利用电阻定律计算金属的电阻率

二实验器材

待测电阻丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、导线、滑

动变阻器等。

三.实验原理

U

(1)把金属丝接入电路，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝)．

I

(2)用毫米刻度尺测出金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截

πd2

面积S(S＝)．

4

22

lRSπdRπdU

(3)由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出电阻率．

Sl4l4lI

四.电路设计

1.电路选择

1.电流表内外接（不定）

根据题目所给电表阻值及待测电阻大小，选择内外接。

注意：

若：电流表内阻已知采用内接法

若：电压表内阻已知采用外接法

（具体参考：电学实验基础）

2.滑动变阻器限流分压（不定）

根据题目要求、所给滑动变阻器与待测电阻阻值大小，选择限流或分压接法。

（具体参考：电学实验基础）

2.器材选择

1.滑动变阻器选择

根据限流分压结构、待测电阻大小，选择合适的滑动变阻器。

（具体参考：电学实验基础）

2.电表选择

1.电压表选择：

a.测电阻实验，没有额定值参考，故让电表量程接近电源电动势（最大输出电压）即可

b.不需要电压表量程必须大于电动势，可以不测到最大，取到大部分数据即可。

c.电压表量程不得超过电动势2倍以上。

2

即：E≤V量程≤2E

3

2.电流表选择：

Um

根据电压表量程及待测电阻大小，I=选择合适电流表量程。

mR

x

3.注意：

1.若题目所给量程不够，需要进行改装，通常已知电表内阻及定值电阻。

2.量程偏大时，题目如果给定值电阻，也可以利用定值电阻与待测电阻串、并联分压、

流，来分担多余电压、流。（保护电路）

五.实验步骤

(1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录．

(2)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路．

(3)测长度：用毫米刻度尺测量待测金属丝的有效长度，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．

六.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)图像法：可建立U－I坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用图像的斜率来求

出电阻值R.

七.注意事项

(1)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，且金属丝伸直)；

在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.

(2)电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高

而变化．

八.误差分析

测电阻的主要误差还是来源于电流表的内外接、读数、测量误差。

内接：电流表分压作用偏大

外接：电压表分流作用偏小

经典例题

典例1

欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金