测定金属丝的电阻率

【数据处理】 1．在求 Rx 的平均值时可用两种方法： U (1)第一种是用 Rx＝ I 算出各次的数值， 再取平 均值． (2)第二种是用 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， S πd2U 代入电阻率计算公式 ρ＝Rx l ＝ . 4lI 【误差分析】 1．金属丝直径、长度测量带来误差． 2．电流表及电压表对电阻测量的影响，因为 l 电流表外接，所以 R 测<R 真，由 R＝ρS知 ρ 测<ρ 真． 3．通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发 热，电阻率随之变化带来误差．
螺旋测微器测量精度
螺旋测微器的测量范围约 几厘米 .固定刻 度上的最小刻度为 1 mm,可动刻度的最小 刻度是 0.01 mm,测量时准确到 0.01 mm,估 读到 0.001 mm.
练习1
30
25
20
0
5
10
15 15
20
10
8.500+0.203=8.703 mm
练习2
30
15
10
0
5
5 10
解析
用米尺反复测量三次接入电路中的导线的
长度而不是总长度，B、C 错；闭合开关前，滑动 变阻器的有效阻值处于最大， 合上开关 S 后逐步减 小滑动变阻器接入电路的有效阻值，D 对．
答案 AD
二、非选择题
3．某小组的两位同学采用 “伏安法 ”测金属丝的电阻实验
中；根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根 据自己的理解各做出一条图线，如图12所示，根据你对实 验的理解，你认为 同学的图线正确，根据你选择的图线 Ω.(保留两位有效数字)
A
)
B．电压 U 的测量 D．导线长度的测量
解析
四个选项中的四个物理量对金属丝的
电阻率均有影响，但影响最大的是直径 d，因 为在计算式中取直径的平方．
2．在做“测定金属丝的电阻率”实验时，下列操 作正确的是 ( ) A．若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表 面漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径， 千万不可用小刀去刮漆皮，而两端接头部分 则用纱布打磨干净，以保证电路接触良好 B．用米尺反复测量三次导线的总长度，求出平 均值 L，然后将导线接入测量电路中 C．估计待测金属导线的总长，选择合适的仪器 和实验电路 D．合上开关 S，逐步减小滑动变阻器接入电路 的有效阻值，记录几组对应的电流和电压数 值，计算出导线的总电阻
【实验器材】 被测金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压 表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线 等． 【实验步骤】 1．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. 2．依照电路图(图 1)用导线将器材连好，将滑 动变阻器的阻值调至最大．
图1
2.两种电路的选择 (1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电 流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法； 若Rx较大，宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大， 小外偏小”.
(4)直来自百度文库电源(输出电压4 V,内阻不计)
(5)滑动变阻器(最大阻值为15 Ω,允许最大电流1 A) (6)开关一个,导线若干条
为了较准确地测量电阻阻值,根据器材的规格和实验要求,在本题的 实物图上连线。
思路点拨:(1)怎样比较Rx、RA、RV,以确定测量电路的接法? (2)滑动变阻器能否用限流接法,为什么?
15
10
4.000+0.088=4.088 mm
毫米刻度尺
毫米刻度尺的最小分度值为 1mm , 测量时 应精确到 1 mm,估读到 0.1 mm.
【64.8mm】
素能提升
一、选择题(1 单选题，2 双选题) πd2U 1． 在“测定金属丝电阻率”的实验中， 由 ρ＝ 4Il 可知，对实验结果的准确性影响最大的是 ( A．导线直径 d 的测量 C．电流 I 的测量
【注意事项】 1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此 实验电路必须用电流表外接法． 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 表两端点间的部分待测导线长度，测量时应将导线 拉直． 4． 测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测 量．
实验八
【实验目的】
测定金属丝的电阻率
1．学会用伏安法测电阻，测定金属丝的电阻率． 2．练习使用螺旋测微器，会使用常用的电学仪 器． 【实验原理】 欧姆定律和电阻定律，用毫米刻度尺测一段金 属丝的长度 l，用螺旋测微器测导线的直径 d，用伏 l 安法测导线的电阻 R，由 R＝ρS，所以金属丝的 πd2 电阻率 ρ＝ R. 4l
解析 当金属丝两端电压为零时，通
算出该金属丝的电阻为
过的电流也为零，因此图线必过原
点，故甲同学的图线正确；在甲同 学画的图线上距原点较远的地方取
图12
一个点，其坐标值为(0.4 A,1.52 V)，
故金属丝电阻为： 3.8(3.7～3.9均可).
【例1】用伏安法测量一个定值电阻的阻值,所需器材及规格 如下 : (1)待测电阻 Rx(约100 Ω) (2)直流毫安表A(量程0~10 mA,内阻50 Ω) (3)直流电压表V(量程0~3 V,内阻5 kΩ)
(2)结合函数关系式，找出图象的斜率、截距对应的数值或表达式，进而求出未知量．
解析:本题的电路选择有两种:一是滑动变阻器两种电路的选择;二是 伏安法两种电路的选择。
若采用限流电路,由题给条件,电路中干路最小电流为I干min =
4 A=24 mA。 15 50 100
2
显然,超出了直流毫安表的量程。且由变阻
Rx 器阻值R=15 Ω< 知,滑动变阻器应选用并联分压电路,由R0= R =A RV
500 Ω>Rx知,应选择外接法。
最后画出电路图如图。
1.仪器选择的基本思路 (1)优先考虑安全因素 (2)考虑读数误差因素 一般要求各电表的实际读数不小于其量程的三分之一，以减小读数误差． (3)仪器选择的一般步骤 ①首先选择唯一性的器材； ②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)； ③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量 程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材． 2．处理实验图象题目的方法 (1)根据题给实验原理与规律，尝试写出表示图象纵、横坐标物理量的函数关系式．
(2)临界值计算法 Rx< R V R A时，用电流表外接法；小外偏小 Rx> R V R A 时，用电流表内接法. 大内偏大
3 ．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属 导线的长度，即有效长度，反复测量 3 次，求出其 平均值 l. 4．电路经检查确认无误后，闭合电键 S，改变 滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值 和电压值，记入记录表格内；断开电键 S，求出导 线电阻 R 的平均值． 5．将测得的 R、l、d 值代入电阻率计算公式 ρ RS πd2R ＝ l ＝ ，计算出金属导线的电阻率． 4l 6．拆去实验线路，整理好实验器材．