第9章 实验十二 测量金属丝的电阻率-【衡中学案】2024年新高考物理一轮总复习(人教版)

衡中学案·2024 年度创新设计·新教材 压 Ｕ 为纵轴ꎬ ｘＬ 为横轴(ｘ 为 ＡＰ 的长度ꎬＬ 为 ＡＢ 的 长度)ꎬ得到 Ｕ － ｘＬ 分压特性曲线为图 ４ 中的“Ⅰ”ꎻ 当 Ｒ ＝ １００ Ωꎬ分压特性曲线对应图 ４ 中的 Ⅱ　 (选 填“Ⅱ”或“Ⅲ”)ꎻ则滑动变阻器最大阻值的选择依 据是 Ｒ０ < Ｒ　 ꎮ ５. (２０２２􀅰辽宁卷)某同学要将一小量程电流表(满偏 电流为 ２５０ μＡꎬ内阻为 １. ２ ｋΩ)改装成有两个量程 的电流表ꎬ设计电路如图(ａ)所示ꎬ其中定值电阻 Ｒ１ ＝ ４０ ΩꎬＲ２ ＝ ３６０ Ωꎮ (１)当开关 Ｓ 接 Ａ 端时ꎬ该电流表的量程为 ０ ~ 　 　 　 　 　 ｍＡꎻ (２)当开关 Ｓ 接 Ｂ 端时ꎬ该电流表的量程比接在 Ａ 端时 　 　 　 　 　 (填“大”或“小”) (３)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此 改装电流表测量未知电阻 Ｒｘ 的阻值ꎬ设计了图(ｂ) 中两个电路ꎮ 不考虑实验操作中的偶然误差ꎬ则使 用 　 　 　 　 　 (填“甲”或“乙”)电路可修正由电表 内阻引起的实验误差ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验十二　 测量金属丝的电阻率 实验知识􀅰自主回顾 ＳＨＩ ＹＡＮ ＺＨＩ ＳＨＩ ＺＩ ＺＨＵ ＨＵＩ ＧＵ １. 实验原理(如图所示) 由 Ｒ ＝ ρ ｌＳ 得 ρ ＝ 　 　 　 　 　 ꎬ因此ꎬ只要测出金 属丝的　 长度 ｌ　 、横截面积 Ｓ 和金属丝的电阻 Ｒꎬ即 可求出金属丝的电阻率 ρꎮ 甲 乙 ２. 实验器材 被测金属丝ꎬ直流电源(４ Ｖ)ꎬ电流表(０ ~０.６ Ａ)ꎬ电 压表(０ ~ ３ Ｖ)ꎬ滑动变阻器(０ ~ ５０ Ω)ꎬ开关ꎬ导线若 干ꎬ　 螺旋测微器　 ꎬ毫米刻度尺ꎮ ３. 实验步骤 (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ꎬ求出其平均值 ｄꎮ (２)连接好用伏安法测电阻的实验电路ꎮ (３)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝 的有效长度ꎬ反复测量三次ꎬ求出其平均值 ｌꎮ (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ꎮ (５)闭合开关ꎬ改变滑动变阻器滑片的位置ꎬ读出 几组相应的电流表、电压表的示数 Ｉ、Ｕ 的值ꎬ记录在表 格内ꎮ (６)将测得的 Ｒｘ、ｌ、ｄ 值ꎬ代入公式 Ｒ ＝ 　 　 　 　 和 Ｓ ＝ 　 　 　 　 　 中ꎬ计算出金属丝的电阻率ꎮ ４. 数据处理 (１)在求 Ｒｘ 的平均值时可用两种方法 ①用 Ｒｘ ＝ Ｕ Ｉ 分别算出各次的数值ꎬ再取平均值ꎮ ②用 Ｕ － Ｉ 图线的斜率求出ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 ２００ 高考一轮总复习·物理·人教版 (２)计算电阻率 将记录的数据 Ｒｘ、ｌ、ｄ 的值代入电阻率计算公式 ρ ＝ Ｒｘ Ｓ ｌ ＝ 　 　 　 　 　 ꎮ ５. 误差分析 (１)金属丝的横截面积是利用直径计算而得ꎬ直 径的测量是产生误差的主要来源之一ꎮ (２)采用伏安法测量金属丝的电阻时ꎬ由于采用 的是电流表外接法ꎬ测量值　 小于　 真实值ꎬ使电阻率 的测量值　 偏小　 ꎮ (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ꎮ (４)由于金属丝通电后发热升温ꎬ会使金属丝的 电阻率变　 大　 ꎬ造成测量误差ꎮ ６. 注意事项 (１)本实验中被测金属丝的电阻值较小ꎬ因此实 验电路一般采用电流表　 外接法ꎮ (２)实验连线时ꎬ应先从电源的正极出发ꎬ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ꎬ然后再把电压表并联在被测金属丝的两端ꎮ (３)测量被测金属丝的有效长度ꎬ是指测量被测 金属丝接入电路的两个端点之间的长度ꎬ亦即电压表 两端点间的被测金属丝长度ꎬ测量时应将金属丝拉直ꎬ 反复测量三次ꎬ求其平均值ꎮ (４)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测 量ꎬ求其平均值ꎮ (５)闭合开关之前ꎬ一定要使滑动变阻器的滑片 处在有效电阻值　 最大　 的位置ꎮ (６)在用伏安法测电阻时ꎬ通过被测金属丝的电 流不宜过大(电流表用 ０ ~ ０. ６ Ａ 量程)ꎬ通电时间不宜 过长ꎬ以免金属丝的温度明显升高ꎬ造成其电阻率在实 验过程中逐渐增大ꎮ (７)若采用图像法求电阻阻值的平均值ꎬ