2019-2020年高二物理 测定金属的电阻率学案

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1、2019-2020年高二物理测定金属的电阻率学案[实验目的]用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。[实验原理]根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。[实验器材]被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。[实验步骤]1．用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。2．按如图所示的

2、原理电路图连接好用伏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导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值。4．把滑动变阻器的滑动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，闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。5．将测得的R、、d值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。6．拆去实验线路，整理好实验器材。实验记录测量次数123平均值导线长/m导线直径/m导线的横截面积S=（公式）=（代入数据）=m2测量次数123

3、电阻平均值电压U/V电流I/A电阻R/Ω所测金属的电阻率ρ=（公式）=（代入数据）=Ωm[注意事项]1．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，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、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。4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。5．在用伏

4、安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（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。【点拨】（1）：为了减少电阻的计算误差，可以作U-I图象求出电阻的平均值（2）：经验表明，引起实验误差的原因可能是：①采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏小，若误用内接法则安培表分压影响更大。②仪表量程太大且读数不准③计算未遵从有效数字运算法则实验中易混淆的是：R=U/I和R=ρL/S两个定律，这两个定律都是实验定律，但前者是研究电阻与电流、电压两者之间关系；后者是研究

5、导体本身的性质即电阻与材料、长度、截面积三者之间关系，与所在的电路因素或是否接入电路无关，注意R=U/I中，电阻与U、I无关；R=ρL/S中，电阻率与L和S无关，使用这两式时ρ是不变的。易错的是：测量电路（内、外接法）、控制电路（限流式和分压式）、量程的选择及有效数字、电阻R平均值的计算等。易忘的是：金属丝未接入电路就测量其长度，用千分尺测直径D前未查零误差、测D时未按三个不同位置测量取平均值。巩固练习：A组1．在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是A．用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各

6、测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路，多次测量后算出其平均值D．实验中应保持金属丝的温度不变2．欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．电池组（3V，内阻1）；B．电流表（0~3A，内阻0.0125）C．电流表（0~0.6A，内阻0.125）D．电压表（0~3V，内阻3k）E．电压表（0~15V，内阻15k）F．滑动变阻器（0~20，额定电流1A）G．滑动变阻器（0~2000，额定电流0.3A）H．电键、导线。（1）上述器材中应选用的是________。（填写

7、各器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表________接法。（填“内”或“外”）（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=________A，U=________V。（4）将图中给定的器材连成实验电路。B组3、用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。给定电压表（内阻约为50KΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。⑴画出测量R的电路图。⑵图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：求出的电阻值R=________________

8、__。（保留3位有效数字）⑶待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为__________，直径为___