第九章 实验：测量金属丝的电阻率-【学易优】2024年高考物理一轮总复习

第九章电路及其应用 实验：测量金属丝的电阻率 必备知识⑧悬香 1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 2,掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的 实验目的 读数方法 3.会用伏安法测电阻并能测量导体的电阻率 根据电阻定律公式知道只要测量出金属丝的长度（和它的直径d,计 实验思路 算出金属丝的横截面积S,并用伏安法测出金属丝的电阻R,即可计 算出金属丝的电阻率 被测金属丝、直流电源、电流表、电压表、滑动 实验器材 变阻器、开关、导线若干、螺旋测微器、毫米刻 度尺 1,用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出 其平均值d 2.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人电路中的被测金屈丝的有效长度，反复测量 进行实验 三次，求出其平均值( 4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置 5.闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电 压表的值，记录在表格内 6.拆除实验线路，整理好实验器材 1.在求R的平均值时可用两种方法 第一种是用R=号算出各次的数值，群取平均值： 数据分析 第二种是用正I图线的斜率求出 2.计算电阻率：将记录的数据U、I、d的值代入电阻率的计算公式ρ RS=xdU 41 ●注意事项 5,若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时， 1.本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电 要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可 路一般采用电流表外接法， 能地通过较多的点，不在直线上的点均匀分布在 2.测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属 直线的两侧，个别明显偏离较远的点应舍去 丝接人电路的两个端点之间的长度，亦即电压表 ●误差分析 两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝 1.金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来 拉直，反复测量三次，求其平均值. 误差. 3.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量， 2.测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响， 求其平均值. 4.在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不 因为电流表外接，所以R<R,由R=PS,知 宜过大（电流表用0~0,6A量程），通电时间不 P离<P真· 宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电 ：3.通电电流过大，时间过长，致使金属丝发热，电阻 阻率在实验过程中逐渐增大 率随之变化带来误差. ·189· 高考总复习·物理 实验热点探究 热点一 实验步骤与原理 (2)用伏安法测金属丝的电阻R,,实验所用器材 【例1】(2023·安徽省高 为：电池组（电动势为3V,内阻约为12）、电流 三模拟)某同学在一次 0 15 表（内阻约为0.1n)电压表（内阻约为3kn)、 “测定金属丝的电阻率“ 的实验中，用米尺测量金 滑动变阻器R(0一20，额定电流为2A)、开关、 属丝接人电路的长度为 -35 导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好 ,用螺旋测微器测量金属 电路，进行实验测量，记录数据如下： 丝直径（刻度位置如图所 次数 示)，用伏安法测出金属 2 3 5 6 7 丝的电阻（阻值大约为 0V0.100.300.701.001.501.702.30 6Ω)，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电 1/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 阻率. 由以上实验数据可知，他们测量R。是采用图中 在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝 外，还有如下实验器材： 的 (选填“乙”或“丙”)图。 A.直流电源：电动势约3V,内阻很小： B.电流表A:量程0~0.6A,内阻约为0.125： A C.电压表V:量程0~3V,内阻约3k2: D.滑动变阻器：最大阻值20Q,允许通过的最大 电流0.5A: 内 E.开关、导线等 (3)图丁是测量R,的实物图，图丁中已连接了部 (1)从图中读出金属丝的直径d为 mm: (2)根据所提供的器材，在虚线框中画出测定金 分导线.请根据(2)中所选的电路图，补充完整图 属丝电阻的实验电路图： 中实物间的连线， (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标 (3)若根据伏安法测出金属丝的阻值为R,则这 系，如图戊所示，图中已标出了与测量数据对应 种金属材料的电阻率的表达式为 的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数 热点二实验数据处理与误差分析 据的坐标点，并描绘出UI图线.由图线得到金 【例2】在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量 属丝的阻值R,= n.(保留两位有 仪器均已校准，待测金属丝接人电路部分的长度 约为50cm. 效数字) (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一 次测量结果如图甲所示，其读数应为 mm.(该值接近多次测量的平均值) 10 45 010 0 甲 此 ·190· 第