第八章 实验八 测定金属的电阻率-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

实验八　测定金属的电阻率 ◆ 注意事项 1．本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法． 2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、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被测金属丝的两端． 3．测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值． 4．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． 5．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置． 6．在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大． 7．若采用图象法求R的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地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． ◆ 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．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差． 热点一　实验原理与操作 [典题例析] [典例1]　某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干． 实验步骤如下： ①按电路原理图(a)连接线路； ②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏； ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值． 回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器　________　(填“R1”或“R2”)． (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线． (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为　________　Ω(结果保留到个位)． (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为　________　(填正确答案标号)． A．100 μA　　　　　　　 B．250 μA C．500 μA D．1 mA [解析]　(1)滑动变阻器使用的是分压式接法，为了调节效果好，选择阻值小的滑动变阻器R1； (2)根据电路图连接实物图，注意滑动变阻器的分压式接法，电压表与电阻箱串联，实物图如图所示； (3)电阻箱阻值为零时，电压表示数为2.5 V，认为滑动变阻器上的分压不变，即为2.5 V，所以当电压表示数为2 V时，电阻箱上分得电压为0.5 V，根据串联电路电压比等于电阻比，故电压表的内阻为电阻箱阻值的4倍，则RV＝4×630 Ω＝2 520 Ω； (4)根据欧姆定律可得Ig＝＝ A≈1 mA. [答案]　(1)R1　(2)见解析　(3)2 520　(4)D 　实物图连线的技巧 1．总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负． 2．对限流电路，只需用笔画线当做导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可，注意电表的正、负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处． 3．对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间．注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处． [跟踪训练] 1．实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度． 可供使用的器材有： 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω； 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω； 电源：电动势6 V，内阻可不计； 开关、导线若干． 回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选　________　(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至　___