2.8实验：测定金属的电阻率学案

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1、学案8　实验：测定金属的电阻率[学习目标定位]1.进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想.2.会用刻度尺测量金属丝的直径.3.掌握测定金属电阻率的实验原理、实验过程及数据处理方法．一、实验原理1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝)．电路原理图如图1所示．图12．用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，利用缠绕法用毫米刻度尺测出n圈金属丝的宽度，求出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝)．3．由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出电阻率．二、实验器材毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池

2、、滑动变阻器．实验操作1．实验步骤(1)测直径：取一段新的金属导线紧密绕制在铅笔上，用毫米刻度尺测出它的宽度，除以圈数，求出金属丝的直径，并记录．(2)连电路：按如图2所示的电路图连接实验电路．图2(3)量长度：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，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

3、．2．数据处理(1)电阻R的值：方法一，平均值法：分别计算电阻值再求平均值；方法二，图象法：利用U－I图线的斜率求电阻．(2)将测得的Rx、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属导线的电阻率．3．实验注意事项(1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属导线的长度，应该在连入电路之后在金属导线拉直的情况下进行．(2)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法；(3)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态．(4)电流不宜过大(电流表用0～0.6

4、A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化．一、仪器的选择和电路的设计例1　在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测出金属丝直径d，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：A．电压表0～3V，内阻10kΩB．电压表0～15V，内阻50kΩC．电流表0～0.6A，内阻0.05ΩD．电流表0～3A，内阻0.01ΩE．滑动变阻器，0～10ΩF．滑动变阻器，0～100Ω(1)要求较准确

5、地测出其阻值，电压表应选__________，电流表应选________________，滑动变阻器应选________________.(填序号)(2)实验中某同学的实物接线如图3所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．图3错误1　_____________________________________________________________________.错误2　______________________________________________________________________.

6、解析　(1)电源是两节干电池，电动势是3V，选用3V量程的电压表A；因为金属丝的电阻大约为5Ω，如果把3V的电动势全加在金属丝上，电流才是0.6A，因此用量程是0.6A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5Ω，为了减小实验误差，应选10Ω的滑动变阻器E.答案　(1)A　C　E　(2)导线连接在滑动变阻器的滑片上　采用了电流表内接法二、数据处理和实物图的连线例2　如图4所示，某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验，将已知直径为d的待测金属丝固定在接线柱a、b上，在金属丝上安装一个小金属滑片c，连接好电路，电路中R0是保护电阻

7、．已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻，电压表的分流作用可以忽略不计．闭合开关后得电流表的读数为I0，电压表的读数为U0调节滑片c的位置，分别测出长度L及所对应的电压值U，然后作出U－L图象．如图乙所示．图4(1)在下图所示的A、B、C、D四个测量电路应选________电路．(2)根据所选电路图在图甲中进行实物连线．(3)测得图乙中图线的斜率为k，由此可得该金属丝的电阻率为________．解析　(1)待测电阻是金属丝ac部分，依题意应采用电流表外接法，故选A电路；(3)由实验原理R＝＝ρ，S＝π()2，得ρ＝，又k＝，故

8、ρ＝k.答案　(1)A　(2)实物连线如图所示　(3)k在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中，(1)测量金属丝的直径时不再使用游标卡尺和螺旋测微器，而是采用刻度尺测量紧密绕制多匝的电阻丝长度，求得直径．某次测量结果如图5所示，则直径为______mm.图5(2)如图6所示是测量金属丝电阻的实