(配套教参)第八章 实验十 测量金属丝的电阻率-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

实验十　测量金属丝的电阻率 一、实验基本技能 1．实验目的 (1)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。 (2)掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。 (3)学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。 2．实验原理 由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。测金属丝电阻的电路图和实物图如图甲、乙所示。 甲　　　　　　　　　　　　乙　　 3．实验器材 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 4．实验步骤 (1)直径测定 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)电路连接 按如图甲所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 (3)长度测量 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)U、I测量 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，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。 (5)拆去实验线路，整理好实验器材。 二、规律方法总结 1．数据处理 (1)在求Rx的平均值时可用两种方法 ①用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值。 ②用U-I图线的斜率求出。 (2)计算电阻率 将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rx＝。 2．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。 3．注意事项 (1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，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、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，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值。 (4)测金属导线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接入电路的电阻值最大的位置。 (6)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度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。 考点一　教材原型实验(基础考点) 1．(2023·河北唐山市高三下学期一模)实验小组利用如图所示电路测量某金属丝的电阻率。 (1)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，如上图所示，金属丝的直径为 mm。 (2)关于电流表和滑动变阻器，有以下器材可供选择： A.电流表量程0～0.6 A，内阻RA＝1.0 Ω B.电流表量程0～0.6 A，内阻未知 C.滑动变阻器，最大阻值10 Ω D.滑动变阻器，最大阻值50 Ω 实验中电流表应选择 ，滑动变压器应选择 (填写器材前边序号)。 (3)闭合电键之前，滑动变阻器的滑片应滑到 (按照电路图选填“最左端”“正中间”或“最右端”)。 (4)闭合电键，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表有一较大读数U，记下此时电阻箱的读数R1和电流表的读数I1。 (5)改变电阻箱的阻值，同时调节滑动变阻器，使电压表的读数仍为U，记下此时电阻箱的读数R2和电流表的读数I2。 (6)重复步骤(5)，得到多组电阻箱和电流表的数据，以电阻箱电阻R为横坐标，以电流表电流的倒数为纵坐标建立坐标系，描点连线，获得图线的纵轴截距为b，可知电阻丝电阻为 (用题中给定的符号表示)。 (7)将电阻值代入电阻定律R＝ρ计算电阻丝的电阻率。 解析：(1)螺旋测微器读数为0.5 mm＋36.9×0.01 mm＝0.869 mm。 (2)选用内阻已知的电流表可以通过计算消去电流表分压引起的系统误差，故电流表选择A。滑动变阻器采用分压接法，故用总电阻较小的C。 (3)为使开始时电压表的读数为零，闭合电键之前，滑动变阻器的滑片应滑到最左端。 (6)根据题意有U＝I(R＋Rx＋RA)，＝R＋，结合图像可知＝b，解得Rx＝Ub－RA。 答案：(1)0.869(0.868、0.870也可以)　(2)A　 C　(3)最左端　(6)Ub－RA 2．(2023·浙江温州市月考)小亮同学设计了如图甲所