2019年高考物理 双基突破（二）专题16 实验：决定导线电阻的因素精讲

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1、专题16实验：决定导线电阻的因素1．实验目的（1）掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。（2）会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。2．实验原理由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。3．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（50Ω），开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。4．实验步骤（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

2、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，反复测量三次，求出其平均值l。（4）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。（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）拆除实验线路，整理好实验器材。（7）将测得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率。5．注意事项（1）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。为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值。（2）

3、测量待测金属丝的有效长度，是指测量待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待测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。（3）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、待测金属丝、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丝的两端。（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。且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长。（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。（5）闭合开关S之前，一定要使滑动

4、变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。（6）在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流强度I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。（7）为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，若采用图象法求R的平均值时，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地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。6．数据处理（1）在求Rx的平均值时可用两种方法①用Rx＝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。（2）计算电阻率：将记录的数据Rx、

5、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rx＝。7．误差分析（1）金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。（2）采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。（3）金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。（4）由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。突破点一、实验原理与操作【题1】在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；电流表：A1（量程0.

6、6A，内阻约0.2Ω）；A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；电源：E1（电动势3V，内阻不计）；E2（电动势12V，内阻不计）；滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm。（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________（均填器材代号），在虚线框内完成电路原理图。【答案】（1）1.773（1.771～1.775均正确）　（2）A1　E1　见解析图【题2】为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为3

7、0Ω），有以下一些器材可供选择。电流表A1（量程0～50mA，内阻约10Ω）；电流表A2（量程0～3A，内阻约0.12Ω）；电压表V1（量程0～3V，内阻很大）；电压表V2（量程0～15V，内阻很大）；电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω）；定值电阻R（20Ω，允许最大电流1.0A）；滑动变阻器R1（0～10Ω，允许最大电流2.0A）；滑动变阻器R2（0～1kΩ，允许最大电流0.5A）；单刀单掷开关S一个，导线若干。（1）电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________。（填字母代号）（2）请在下面的虚线框

8、内画出测量电阻Rx的实验电路图。（要求所测量范围尽可能大）（3）某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电