实验探究导体电阻与其影响因素的定量关系

导体的电阻

【实验目的】

1、掌握螺旋测微器（或千分尺）和游标卡尺的使用方法

2、熟练使用控制变量法设计实验电路

3、探究出导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的定量关系 【实验原理】

利用伏安法可以测出导体的电阻，刻度尺测出导体的长度，螺旋测微器测出导体的直径进而计算导体的横截面积，通过作图法，可直观地获得导体电阻与长度、横截面积之间的关系。通过实验定量分析，引入电阻率这一新的物理量L

RS

=ρ，测出几个不同材料的电阻率。 【实验器材】

直流电源、电流表、电压表、滑线变阻器、刻度尺、螺旋测微器、游标卡尺、导线板、其他电阻 【实验步骤】

1.探究导体电阻与长度的关系（两种方法任选其一）

① 控制导体材料、横截面积一定，用伏安法测出一段导

体的电阻i R 和用刻度尺测出相应导体的长度i L （注意内外接法的选择），多次测量后，画出i R —i L 图像，得出二者关系。

②控制导体材料、横截面积及通过导体的电流恒定，根据串联电路中导体两端的电压和导体的电阻成正比U R ∝，测出导体不同长度i L 和其对应的电压i U ，画出i U —i L 图，即可得出电阻与导体长度之间的比例关系。

2.探究导体电阻与横截面积之间的关系

控制导体材料、长度及通过的电流一定测量导体不同横截面积i S 所对应的电压i U 画出i U —i S 图。 在此我们使用相同长度的导体并联达到改变横截面积的效果。 3、测量导线板电阻和滑线变阻器的电阻率

①测量导线板电阻的电阻率，在前两个实验的数据基础上，根据电阻率公式i

i

i i L S R =ρ，多次计算求平均值。

②单次测量计算滑线变阻器的电阻率，用刻度尺测出滑线变阻器线圈长度1L ，用游标卡尺测出线圈的直径2L ，N 匝线圈的长度3L ，根据N

L l 3

=

算出导线的直径l ，用伏安法测出滑线变阻器的电阻R ,因此电阻率2

13

33

4L L N RL L RS ==ρ 【注意事项】

1、测直径时，可以在标准导线AB 上选六处，在每一处分别测量一次，共得六个数据，取平均值为导线直径。

2、使用螺旋测微器测量时注意克服螺距差

3、通电时导体的电流不要过大，否则电阻丝的发热会造成其在空气中的氧化，进而影响实验结果。【数据处理】

1、数据记录（根据需要可额外添加数据记录表格）

表1

次数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

表2

次数n 1 2 3 4 5

表3

物理量U I L1 N L2 L3

2、图象及处理方法

【实验结论】

【实验拓展】

为测出一盘散乱导线的长度,现测出该盘导线的电阻为R,称得它的质量为m,已知导体材料的密度是ρ0,电阻率是ρ,若导线绝缘皮的质量不计,求导线的长度.