第九章 实验九 测量金属丝的电阻率-【金版教程】2024高考物理一轮复习解决方案全书word（新教材）

金版教程 高考科学复习解决方案 物理 实验　测量金属丝的电阻率 1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。 2．学会使用螺旋测微器测量金属丝直径。 3．会用伏安法测电阻，进一步测量金属丝的电阻率。 如图所示，取一段金属电阻丝连接到实验电路中，只要测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即ρ＝＝。 毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干。 1．测金属丝直径d：在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径，求出其平均值d。 2．按照电路图连好电路。 3．测量金属丝有效长度l：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l。 4．测量金属丝的电阻R：闭合开关前，把滑动变阻器的滑片移到正确的一端(分压式接法使闭合开关时金属丝两端的电压为零，限流式接法使闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值最大)，检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值并记录在表格中，断开开关S，通过公式计算或U­I图像求得电阻R。 5．整理仪器。 1．求R的两种方法 (1)用R＝算出各次的数值，再取平均值。 (2)用U­I图线的斜率求出。 2．计算电阻率：将记录的数据R、l、d的值，代入公式ρ＝，计算材料的电阻率。 1．金属丝直径、长度的测量及电流表、电压表读数带来的偶然误差。 2．电路中因为电流表外接，所以R测<R真，由R＝ρ，知ρ测<ρ真。 3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差。 1．为了方便，测量直径应在金属丝连入电路前进行；为了准确测量金属丝的长度，测量应该在金属丝连入电路且拉直的情况下进行，测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度。 2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法。 3．开关S闭合前，滑动变阻器的滑片要调至使闭合开关后金属丝两端的电压为零处(滑动变阻器采用分压式接法的情形)。 4．电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。 5．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、滑动变阻器、待测金属丝、电流表连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。 6．若采用图像法求金属丝阻值，在描点时，要尽量使各点间的距离大一些，连线时要尽可能地让各点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离线较远的点可以不予考虑。 考点一　教材原型实验 例1　(2022·湖北省恩施州高三上第一次质量监测)某实验小组在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。 (1)该小组的同学用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为________ mm。 (2)已知该金属丝的阻值约为5 Ω。现用伏安法测量其阻值Rx，要求测量结果尽量准确，使待测金属丝两端的电压能从零开始变化，现备有以下器材： A．电池组(3 V，内阻不计) B．电流表(0～3 A，内阻约为0.1 Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω) D．电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻约为15 kΩ) F．滑动变阻器(0～20 Ω) G．滑动变阻器(0～2000 Ω) H．开关、导线 上述器材中，电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________。 (3)请按要求在下面方框中画出实验原理图。 (4)该小组同学利用该原理图正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点。请在图中标出第2、4次测量数据的坐标点，并描绘出U­I图线。已知待测金属丝接入电路部分的长度为L＝0.50 m，根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________。 [答案]　(1)0.400(0.398～0.401均正确) (2)C　D　F　(3)图见解析图1 (4)图见解析图2　1.11×10－6 Ω·m(1.08×10－6～1.14×10－6 Ω·m均正确) [解析]　(1)金属丝直径为d＝0＋40.0×0.01 mm＝0.400 mm。 (2)正确连接后通过金属丝最大的电流约为I＝≈0.6 A，为了使结果更精确，安全的前提下，我