（通用版）2020版高考物理一轮复习 第八章 第50课时 测定金属的电阻率（实验增分课）讲义（含解析）

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1、第50课时　测定金属的电阻率(实验增分课)一、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．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。二、实验原理1．用伏安法测出金属丝的电阻，实验电路如图(甲或乙)。2．由电阻定律R＝ρ，得ρ＝R。三、实验器材待测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。谨记部分器材用途螺旋测微器测定金属丝的直径毫米刻度尺测定金属丝的长度电流表、电压表测定金

2、属丝的电流和电压，计算电阻滑动变阻器改变通过金属丝的电流，多次测量求平均值　　四、实验步骤1．用螺旋测微器在待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，计算出金属丝的横截面积S＝。2．按实验电路图甲或乙连接好电路。3．用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。4．把滑动变阻器的滑片调节到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，记入表格内，断开开关S。5．拆

3、去实验线路，整理好实验器材。五、数据处理1．在求Rx的值时可用两种方法(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、l、S的值代入电阻率计算式ρ＝Rx，求出待测金属丝的电阻率。六、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

4、后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。七、注意事项1．金属丝的电阻值较小，实验电路一般采用电流表外接法。2．测量金属丝的有效长度，是指测量金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两端点间的金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。3．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。4．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在接入电路的电阻值最大的位置。5．在用伏安法测电阻时，通过金属丝的电流I不宜过大(电流表用0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的

5、温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。考法一　实验原理和操作1．在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是(　　)解析：选D　待测金属阻值较小，在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压接法，D正确。2．(2019·苏北四市检测)要测量某种合金的电阻率。(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝________。用螺旋测微器测合金丝的直径

6、如图甲所示，读数为________mm。(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关。根据原理图在图丙中将实物连线补充完整。(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35V，I1＝0.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92V，I2＝0.32A。根据以上测量数据判断，当S2处于位置________(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx＝________Ω(结果保留两位有效数字)。解析：(1)合金丝电阻：R＝ρ＝，则电阻率

7、：ρ＝；由题图甲可知，其读数为：0.5mm＋15.7×0.01mm＝0.657mm。(2)如图所示。(3)根据＝≈0.32，＝≈0.07，可知电压表示数变化较大，说明电流表分压作用较大，因此采用电流表外接法时测量相对准确，即S2处于位置b，根据欧姆定律有：Rx＝Ω≈2.9Ω。答案：(1)　0.657　(2)见解析图　(3)b　2.9考法二　数据处理和误差分析3．小张同学打算测量由某种合金材料制成的金属丝的电阻率ρ，待测金属丝的横截面为圆形。实验器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、

8、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、开关、待测金属丝及导线若干。(1)用毫米刻度尺测量待测金属丝的长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图1和图2所示，可得其长度L＝________cm，直径D＝________mm。(2)该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值，要求电压从0开始变化。请将图3所示实物电路图中所缺导线补全。(3)图4是根据实验中测得的6组电流I、电压U的值描绘的点，由图可求出电阻值R＝________Ω(保留3位有效数字)。(4)请写出待测金属丝的