实验3 导体电阻和电阻率测量 讲义-2027届高考物理一轮复习

实验3.导体电阻和电阻率测量

一.实验目的

1.学会用           伏安法测电阻

2.学会利用          电阻定律计算金属的电阻率

二实验器材

待测电阻丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、导线、滑动变阻器等。

三.实验原理

(1)把金属丝接入电路，用          伏安法测金属丝的电阻R(R＝)．

(2)用毫米刻度尺测有效长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝)．

(3)由电阻定律R＝      ρ，得ρ＝＝＝                    ，求出电阻率．

四.电路设计

电路选择：

1.电流表内外接（不定）

根据题目所给电表阻值及待测电阻大小，选择       内外接。

注意：若：电流表内阻已知----采用       内接法

若：电压表内阻已知----采用        外接法

2.滑动变阻器限流分压（不定）

根据题目要求、所给滑动变阻器与待测电阻阻值大小，选择              限流或分压接法。

器材选择：

1.滑动变阻器选择

根据限流分压结构、待测电阻大小，选择合适的滑动变阻器。（具体参考：电学实验基础）

2.电表选择

1）.电压表选择：E≤V量程≤2E                  

a.测电阻实验，没有额定值参考，故让电表量程             接近电源电动势（最大输出电压）即可

b.不需要电压表量程必须大于电动势，可以不测到最大，取到        大部分数据即可。

c.电压表量程不得超过电动势           2倍以上。

2）.电流表选择：

根据电压表量程及待测电阻大小，Im=     选择合适电流表量程。

3）.注意：

1.若题目所给量程不够，需要进行改装，通常               已知电表内阻及定值电阻。

2.量程偏大时，题目如果给定值电阻，也可以利用        定值电阻与待测电阻串、并联分压、流，来分担                    多余电压、流。（保护电路）

五.实验步骤

(1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上            三个不同位置各测一次直径，并记录．

(2)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路．

(3)测长度：用毫米刻度尺测量待测金属丝的有效长度，重复测量      3次，并记录．

(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头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.改变滑动变阻器滑动触头的位置，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)拆除实验电路，整理好实验器材．

六.数据处理

电阻R的数值可用以下两种方法确定：

(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的       平均值作为测量结果．

(2)图像法：可建立U－I坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用                图像的斜率来求出电阻值R.

七.注意事项

(1)测量l时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度，且金属丝伸直)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.

(2)电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)通电时间不宜太长，以免电阻率因温度高而变化．

八.误差分析

测电阻的主要误差还是来源于电流表的                        内外接、读数、测量误差。

内接：电流表分压作用---偏大    

外接：电压表分流作用---偏小    

一、测电阻和电阻率

典例1.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为，先用螺旋测微器测量金属丝直径，再用游标卡尺测量金属丝的长度，然后用伏安法测出金属丝的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。

(1)实验室提供的器材有：

A．电压表（量程，内阻约）