高中物理第2章实验：测定金属丝的电阻率学案粤教版选修3_1

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1、实验：测定金属丝的电阻率一、实验目的1．学会正确使用螺旋测微器及正确读数方法．2．测定金属的电阻率．3．进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安法测电阻．二、电阻率的测定原理把金属丝接入如下图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据Rx＝计算金属丝的电阻Rx.用米尺测量金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，由S＝计算出横截面积S.根据电阻定律Rx＝，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝＝．三、实验器材被测金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、滑动变阻器、电池组、开关、导线若干．四

2、、实验步骤1．测量直径．用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一次直径，求出其平均值d.2．连接电路及测量．(1)按图所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路．(2)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.(3)把滑动变阻器的滑片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，断开开关S.求出导线电阻R的平均值．3．数据处理、整理器材．(1)将测得R、l、d的值

3、，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属导线的电阻率．(2)拆去实验电路，整理好实验器材．五、注意事项1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直．4．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0

4、～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．5．求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U-I图线)来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能的让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．六、误差分析1．金属丝直径、长度测量带来误差．2．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＝ρ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

5、随之变化带来误差．一、不定项选择题1．在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是(A)A．导线直径d的测量　　　　　B．电压U的测量C．电流I的测量D．导线长度的测量解析：从公式ρ＝中涉及的4个物理量，对实验结果均有影响，但只有直径的指数是2，其余均为1，所以影响最大的是金属丝的直径的测量误差，故BCD错误，A正确；故选A.2．某实验小组在测量金属电阻率时，主要实验步骤如下，其中哪些做法是不正确的(C)A．用螺旋测微器在金属线三个不同部位各测一次直径，取其平均值为dB．用米尺量出整个金属线

6、的长度三次取其平均值为lC．选用电流表内接线路来测电阻，多次测量取平均值为RD．将测得的d、l、R代入公式ρ＝算出电阻率ρ3．(多选)在做“测定金属的电阻率”的实验时，下列操作中正确的是(BD)A．用刻度尺量出金属丝长度三次，算出平均值，然后将电线接入测量电路中B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出它们的平均值C．用伏安法测电阻时，多次测量对应的I、U值，算出其平均值，再代入公式R＝，算出电阻D．合上开关后立即读出两表的示数后即断开电路，不能让金属丝通电时间过长解析：错选A、C.没有理解计算金属电阻率要

7、采用接入电路的长度才有效，没有注意各次的电阻要对应各次的电压、电流，各次计算后才取平均值．4．(多选)如图是用伏安法测电阻的两种常用电路，下列说法正确的是(BD)A．按甲图所示电路测量时，测得的电阻值偏小B．按乙图所示电路测量时，测得的电阻值偏小C．若待测电阻的阻值比电流表内阻大得多，用乙图所示电路测量的误差较小D．选用的电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量的误差越小解析：A项，甲图所示电路是电流表内接法，用它测量电阻时，测量值R测＝Rx＋RA＞Rx，故A错误；B项，乙图所示电路是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待

8、测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小，B正确；C、D两项，电流表内阻越小，R测＝Rx＋RA＞Rx，相对误差就越小；电压表内阻越大，并联电阻阻值相对于测量值的误差越小．故C错误，D正确．二、非选择题5．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长