精品解析：10.4 实验 导体电阻率的测量（讲）

第十章 电路 实验　导体电阻率的测量 1.实验原理（如图所示） 由R=ρ得ρ==，因此，只要测出金属丝的___________、___________和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。 2.实验器材 被测金属丝，直流电源（4 V），电流表（0~0.6 A），电压表（0~3 V），滑动变阻器（0~50 Ω），开关，导线若干，___________，毫米刻度尺。 3.实验过程 （1）用螺旋测微器在被测金属丝上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入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量多次，求出其平均值l。 （4）把滑动变阻器的滑片调到最___________（填“左”或“右”）端。 （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、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。 （6）将测得的R、l、d值，代入公式ρ=中，计算出金属丝的电阻率。 4.求R的平均值时可用两种方法 （1）用R=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。 5.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___________法。 （2）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，反复测量多次，求其平均值。 （3）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。 （4）在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大（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。 （5）若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线要尽可能地通过较多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点应舍去。 6.误差分析 （1）金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差。 （2）测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，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，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差 考点一　教材原型实验 典例精析 变式巩固 【例题1】 1. 某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测量金属丝的接入长度为l，用螺旋测微器测量金属丝直径（刻度位置如图所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为），然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材： A．直流电源：电动势约，内阻很小； B．电流表A：量程，内阻约为； C．电压表V：量程，内阻约； D．滑动变阻器：最大阻值 E．开关、导线等。 （1）从图中读出金属丝的直径d为______mm； （2）根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图______； （3）若根据伏安法测出电阻丝的阻值为R，则这种金属材料的电阻率的表达式为______。 【例题2】 2. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。 （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所示，其读数应为________ mm（该值接近多次测量的平均值）。 （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组（电动势3 V，内阻不计）、电流表（内阻约0.1 Ω）、电压表（内阻约3 kΩ）、滑动变阻器R（0~20 Ω，额定电流2 A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，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 0.70 100 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________图（选填“甲”或“乙”）。 （3）如图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。____ （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线____。由图线得到金属丝的阻值Rx＝__________ Ω（保留两位有效数字）。 （5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为__________（填选项前的符号）。 A．1×10-2 Ω·m B．1×10-3Ω·m C．1×10-6Ω·m