广东省肇庆市高中物理 第二章 电路 实验 测定金属的电阻率教案2 粤教版选修31Word文档格式.docx

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四、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.依照电路图用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大。

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，测量3次，求出其平均值

。

4.电路经检查确认无误后，闭合开关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；

断开开关S，求出导线电阻

的平均值。

5.将测得的

、

、d值代入电阻率计算公式

，计算出金属导线的电阻率。

6.拆去实验线路，整理好实验器材

五、数据处理

1.在求Rx的平均值时可用两种方法

（1）用

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.

2.计算电阻率：

将记录的数据Rx、

、d的值代入电阻率计算式

六、误差分析

1.金属丝直径、长度测量带来的误差。

2.电流表及电压表对电阻测量的影响，采用伏安法测量金属丝的电阻时，因为采用的是电流表外接法，所以测量值小于真实值即（

），由

知，电阻率电阻率的测量值偏小（即

）。

3.电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。

4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。

七、注意事项

（1）本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法.

（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待测导线长度，测量时应将导线拉直,反复测量三次，求其平均值.

（4）测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值.

（5）闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.

（6）在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度

不宜过大（电流表用0～0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.

（7）求R的平均值时可用两种方法：

第一种是用

算出各次的测量值，再取平均值；

第二种是用图象（U-I图线）来求出.若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.

练一练

1、欲用伏安法测定一段阻值约为5

左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：

A．电池组（3V，内阻1

）；

B．电流表（0~3A，内阻0.0125

）

C．电流表（0~0.6A，内阻0.125

D．电压表（0~3V，内阻3k

E．电压表（0~15V，内阻15k

F．滑动变阻器（0~20

，额定电流1A）

G．滑动变阻器（0~2000

，额定电流0.3A）

H．电键、导线。

（1）上述器材中应选用的是________。

（填写各器材的字母代号）

（2）实验电路应采用电流表________接法。

（填“内”或“外”）

（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=________A，U=________V。

（4）将图中给定的器材连成实验电路。

2、在“测量金属丝的电阻率”的实验中：

（1）用螺旋测微器测金属丝的直径如图8-5-4所示，则金属丝的直径为　　mm.

（2）已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有　　　（只填代号）.

A.量程是0～0.6A，内阻约0.5Ω的电流表；

B.量程是0～3A，内阻约0.1Ω的电流表；

C.量程是0～3V，内阻约6kΩ的电压表；

D.量程是0～15V，内阻约30kΩ的电压表；

E.阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；

F.阻值为0～20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；

G.蓄电池（6V）；

H.开关一个，导线若干.

（3）画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图.

3.在做“测定金属的电阻率”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，不断增大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

4.在“测定金属丝电阻率”的实验中，由

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

B．电压U的测量

C．电流I的测量

D．导线长度的测量

7.

（1）用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图13所示，则测量结果应该读作mm。

（2）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图14所示，

此示数为mm。

8.在“测定金属的电阻率”实验中，某同学进行了如下测量：

（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。

测量3次，求出其平均值L。

其中一次测量结果如16甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻度对齐，图中读数为cm。

用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。

其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为cm。

（2）采用图17所示的电路测量金属丝的电阻。

电阻的测量值比真实值

（填“偏大”或“偏小”）。

最后由公式

计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）。

（3）请你根据以上的电路图在图18中进行实物连线。

电流表选0.6A量程，电压表选3V量程。

附：

【伏安法测电阻】

1.电流表的内接法和外接法的比较

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”.

（2）临界值计算法

时，用电流表外接法；

时，用电流表内接法.

（3）实验试探法：

按图示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；

如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法.

【螺旋测微器、游标卡尺的使用】

1.螺旋测微器的构造原理及读数

（1）螺旋测微器的构造

如图所示是常用的螺旋测微器.它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上.旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上.

（2）螺旋测微器的原理

测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺.

（3）读数：

测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。

测量值（mm）=固定刻度数（mm）（注意半毫米刻度线是否露出）+可动刻度数（估读一位）×

0.01（mm）如图所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：

2.0mm+15.0×

0.01mm=2.150mm.

2.游标卡尺（如图）

（1）构造:

主尺、游标尺（主尺和游标尺上各有一个内外测量爪）、游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉.

（2）用途:

测量厚度、长度、深度、内径、外径.

（3）原理:

利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:

（4）读数：

若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为（x+K×

精确度）mm.