2022年高二物理 测定金属的电阻率学案

2022年高二物理 测定金属的电阻率学案实验目的 用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。实验原理 根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。实验器材 被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。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，计算出导线的横截面积S。 2按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值。 4把滑动变阻器的滑动片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表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。 5将测得的R、d值，代入电阻率计算公式中，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。实验记录测量次数123平均值导线长/m导线直径/m导线的横截面积S= （公式）= （代入数据）= m2测量次数123电阻平均值电压U/V电流I/A电阻R/所测金属的电阻率= （公式）= （代入数据）= m注意事项 1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，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。 2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。 3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、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。 4闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。 5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用00.6A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。【点拨】（1）：为了减少电阻的计算误差，可以作U-I图象求出电阻的平均值（2）：经验表明，引起实验误差的原因可能是：采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏小，若误用内接法则安培表分压影响更大。仪表量程太大且读数不准计算未遵从有效数字运算法则实验中易混淆的是：R=U/I和R=L/S两个定律，这两个定律都是实验定律，但前者是研究电阻与电流、电压两者之间关系；后者是研究导体本身的性质即电阻与材料、长度、截面积三者之间关系，与所在的电路因素或是否接入电路无关，注意R=U/I中，电阻与U、I无关；R=L/S中，电阻率与L和S无关，使用这两式时是不变的。易错的是：测量电路（内、外接法）、控制电路（限流式和分压式）、量程的选择及有效数字、电阻R平均值的计算等。易忘的是：金属丝未接入电路就测量其长度，用千分尺测直径D前未查零误差、测D时未按三个不同位置测量取平均值。巩固练习：A组 1在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是 A用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值 B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路，多次测量后算出其平均值 D实验中应保持金属丝的温度不变2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（03A，内阻0.0125） C电流表（00.6A，内阻0.125） D电压表（03V，内阻3k） E电压表（015V，内阻15k） F滑动变阻器（020，额定电流1A） G滑动变阻器（02000，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。 B组3、用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率。给定电压表（内阻约为50K）、电流表（内阻约为40）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250）及导线若干。画出测量R的电路图。图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤： 求出的电阻值R=_。（保留3位有效数字）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为_，直径为_。由以上数据可求出=_。（保留3位有效数字）