必修 实验十 金属丝的电阻率的测量-2022高考理化生必备实验图表（必修+选择性必修）

高中理化生必备实验图表 GAOZHONG LIHUASHENG BIBEI SHIYAN TUBIAO 实验十 金属丝的电阻率的测量 实 验 目 的 1. 学会用伏安法测电阻 。 2. 测定金属的电阻率 。 实 验 原 理 根据电阻定律公式 R=籽 l S ， 只要测量出金属导线的长度 l 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 ， 就可计算出金属导线的电阻率 。 实 验 器 材 螺旋测微器 、 毫米刻度尺 、 电池组 、 电流表 、 电压表 、 滑动变阻器 、 电键 、 被测金属导线 、 导线若干 。 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. 按图所示的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 l 。 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 ， 记录在表格内 ， 断开电键 S 。 求出 导线电阻 R 的平均值 。 5. 将测得 R 、 l 、 d 的值代入电阻率计算公式 籽= RS l = πd 2 U 4lI 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 。 数 据 处 理 1. 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 ， 记录在表格内 ， 计算导 线电阻 R 。 2. 根据以上数据计算出导线电阻的平均值 ， 代入电阻率计算公式 籽= RS l = πd 2 U 4lI 中 ， 计算出金属导线的电阻率 。 实验次数 电流 I/A 电压 U/V 电阻 R/Ω 1 5 2 3 4 A V A V 30 物 理 要点提示 1. 本实验中被测金属导线的电阻值较小 ， 因此实验电路必须采用电流表外接法 。 2． 实验连线时 ， 应先从电源的正极出发 ， 依次将电源 、 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 。 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 ， 亦即电压表两并入点间的部 分待测导线长度 。 测量时应将导线拉直 。 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． 在用伏安法测电阻时 ， 通过待测导线的电流强度的值不宜过大 （ 电流表用 0～0．6 A 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 。 6． 求 R 的平均值可用两种方法 ： 第一种是用 R＝U/I 算出各次的测量值 ， 再取平均值 ； 第二种是用图像 （ U－I 图线 ） 的斜率来求出 。 若采用图像法 ， 在描点时 ， 要尽量使各点间的距离拉大一些 ， 连线时要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 。 直击高考 （ 2019 · 天津卷 ） 测定长金属丝的电阻率 。 （ 1 ） 某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示 ， 其读数是 mm 。 （ 2 ） 利用下列器材设计一个电路 ， 尽量准确地测量一段金属丝的电阻 。 这段金属丝 的电阻 R x 约为 100 Ω ， 在线框内画出实验电路图 ， 并标明器材代号 。 电源 E （ 电动势 10 V ， 内阻约为 10 Ω ） 电流表 A 1 （ 量程 0~250 mA ， 内阻 R 1 =5 Ω ） 电流表 A 2 （ 量程 0~300 mA ， 内阻约为 5 Ω ） 滑动变阻器 R （ 最大阻值 10 Ω ， 额定电流 2 A ） 开关 S 及导线若干 （ 3 ） 某同学设计方案正确 ， 测量得到电流表 A 1 的读数为 I 1 ， 电流表 A 2 的读数为 I 2 ， 则这段金属丝电阻的计算式 R x = 。 从设计原理看 ， 其测量值与真实值相比 （ 填 “ 偏大 ” “ 偏小 ” 或 “ 相等 ”）。 解析： （1） 根据螺旋测微器的读数法则可知读数为 0.01×20 mm+0.000 mm= 0.200 mm 。 （ 2 ） 因该实验没有电压表 ， 电流表 A 1 的内阻已知 ， 故用 A 1 表当电压表使用 ， 为了 使调节范围大 ， 应用分压式滑动变阻器的接法 ， 如图 。 （ 3 ） 由电路图可知流过金属丝的电流为 I 2 -I 1 ， 电阻两端的电压为 I