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1、2022年高二物理 測定金屬的電阻率學案
[實驗目的]
用伏安法間接測定某種金屬導體的電阻率；練習使用螺旋測微器。
[實驗原理]
根據(jù)電阻定律公式R=，只要測量出金屬導線的長度和它的直徑d，計算出導線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導線的電阻R，即可計算出金屬導線的電阻率。
[實驗器材]
被測金屬導線，直流電源（4V），電流表(0-0.6A)，電壓表（0-3V），滑動變阻器（50Ω），電鍵，導線若干，螺旋測微器，米尺。
[實驗步驟]
1．用螺旋測微器在被測金屬導線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其
2、平均值d，計算出導線的橫截面積S。
2．按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路。
3．用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，反復測量3次，求出其平均值。
4．把滑動變阻器的滑動片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經檢查確認無誤后，閉合電鍵S。改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，斷開電鍵S，求出導線電阻R的平均值。
5．將測得的R、、d值，代入電阻率計算公式中，計算出金屬導線的電阻率。
6．拆去實驗線路，整理好實驗器材。
實驗記錄
測量次數(shù)
1
2
3
平均值
3、
導線長/m
導線直徑/m
導線的橫截面積S= （公式）= （代入數(shù)據(jù)）= m2
測量次數(shù)
1
2
3
電阻平均值
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
所測金屬的電阻率ρ= （公式）= （代入數(shù)據(jù)）= Ωm
[注意事項]
1．測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩并入點間的部分待測導線長度，測量時應將導線拉直。
4、2．本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法。
3．實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主干線路（閉合電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端。
4．閉合電鍵S之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置。
5．在用伏安法測電阻時，通過待測導線的電流強度I的值不宜過大（電流表用0~0.6A量程），通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大。
【點撥】
（1）：為了減少電阻的計算誤差，可以作U-I圖象求出電阻的平均值
（2）：
5、經驗表明，引起實驗誤差的原因可能是：
①采用外接法則由于伏特表的分流影響，造成電阻測量值偏小，若誤用內接法則安培表分壓影響更大。
②儀表量程太大且讀數(shù)不準
③計算未遵從有效數(shù)字運算法則
實驗中易混淆的是：R=U/I和R=ρL/S兩個定律，這兩個定律都是實驗定律，但前者是研究電阻與電流、電壓兩者之間關系；后者是研究導體本身的性質即電阻與材料、長度、截面積三者之間關系，與所在的電路因素或是否接入電路無關，注意R=U/I中，電阻與U、I無關；R=ρL/S中，電阻率與L和S無關，使用這兩式時ρ是不變的。
易錯的是：測量電路（內、外接法）、控制電路（限流式和分壓式）、量程的選擇及有效數(shù)字、電阻
6、R平均值的計算等。
易忘的是：金屬絲未接入電路就測量其長度，用千分尺測直徑D前未查零誤差、測D時未按三個不同位置測量取平均值。
鞏固練習：
A組
1．在“測定金屬的電阻率”實驗中，以下操作中錯誤的是
A．用米尺量出金屬絲的全長三次，算出其平均值
B．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值
C．用伏安法測電阻時采用安培表的內接線路，多次測量后算出其平均值
D．實驗中應保持金屬絲的溫度不變
2．欲用伏安法測定一段阻值約為5左右的金屬導線的電阻，要求測量結果盡量準確，現(xiàn)備有以下器材：
A．電池組（3V，內阻
7、1）；
B．電流表（0~3A，內阻0.0125）
C．電流表（0~0.6A，內阻0.125）
D．電壓表（0~3V，內阻3k）
E．電壓表（0~15V，內阻15k）
F．滑動變阻器（0~20，額定電流1A）
G．滑動變阻器（0~2000，額定電流0.3A）
H．電鍵、導線。
（1）上述器材中應選用的是________。（填寫各器材的字母代號）
（2）實驗電路應采用電流表________接法。（填“內”或“外”）
（3）設實驗中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖所示，圖示中I=________A，U=___
8、_____V。
（4）將圖中給定的器材連成實驗電路。
B組
3、用伏安法測量電阻阻值R，并求出電阻率ρ。
給定電壓表（內阻約為50KΩ）、電流表（內阻約為40Ω）、滑線變阻器、電源、電鍵、待測電阻（約為250Ω）及導線若干。
⑴畫出測量R的電路圖。
⑵圖1中的6個點表示實驗中測得的6組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：
求出的電阻值R=__________________。（保留3位有效數(shù)字）
⑶待測電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用游標為50分度的卡尺測量其長度與直徑，結果分別如圖2、圖3所示。由圖可知其長度為__________，直徑為________。
⑷由以上數(shù)據(jù)可求出ρ=_______________。（保留3位有效數(shù)字）
2022年高二物理 測定金屬的電阻率學案
