第三节 测量金属丝的电阻率 第2课时 实验:用伏安法测定金属丝的电阻率 例1 (1)0.283 (2)A1 R1 (3)如图所示 (4) [解析] (1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm,由题图甲可知金属丝直径为d=0+28.3×0.01 mm=0.283 mm (2)由于通过待测金属丝的最大电流约为Imax==0.2 A,所以电流表应选A1;当电流表电流为满偏电流的时,根据欧姆定律可求出电路中的电阻为Rmax==45 Ω,此时滑动变阻器需要的阻值约为R滑=30 Ω,所以为调节方便,滑动变阻器应选R1. (4)根据欧姆定律有R=,又R=ρ,S=,可得ρ=. 随堂巩固 1.AC [解析] 实验中应测量出金属丝接入电路中的长度,而不是全长,故A错误;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表分流作用很小,应采用电流表外接法,故C错误. 2.(1)0.750(0.748~0.752均可) (2) (3)偏小 [解析] (1)螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5 mm的整数倍)加可动刻度读数(0.5 mm以下的小数),图中读数为D=0.5 mm+25.0×0.01 mm=0.750 mm (2)由电阻定律和欧姆定律得R==ρ,解得ρ=. (3)电流表外接,由于电压表分流,电流表示数大于待测电阻实际电流,所以测量值偏小.第三节 测量金属丝的电阻率 第2课时 实验:用伏安法测定金属丝的电阻率 【实验目的】 1.掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法,会正确使用. 2.练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻. 3.测定金属丝的电阻率. 【实验原理】 1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R=),电路原理图如图所示. 2.用毫米刻度尺测出金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积S. 3.由电阻定律R=ρ,得ρ===,求出电阻率. 【实验器材】 螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、滑动变阻器. 【实验步骤】 1.测直径:用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录. 2.连电路:按实验原理中的电路图连接实验电路. 3.量长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度,重复测量3次,并记录. 4.求电阻:把滑动变阻器的滑动触头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,闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S. 5.拆除实验电路,整理好实验器材. 【数据处理】 1.金属丝直径的测量 (1)特别注意半毫米刻度线是否露出. (2)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm,可调刻度上对齐的格数需要估读,所以,若以毫米为单位的话,最后一位应出现在小数点后的第三位上. (3)把三个不同位置的测量结果求平均值作为直径d. 2.金属丝长度的测量 (1)应测量接入电路中的有效长度.(也要估读) (2)把3次测量结果求平均值作为长度l. 3.电阻R的测量 (1)平均值法:可以用每次测量的U、I分别计算出电阻,再求出电阻的平均值,作为测量结果. (2)图像法:可建立U-I坐标系,将测量的对应U、I值描点作出图像,利用图像斜率来求出电阻值R. 4.电阻率的计算 将测得的R、l、d的值,代入电阻率计算公式ρ==中,计算出金属导线的电阻率. 【误差分析】 1.金属丝直径、长度的测量带来偶然误差. 2.通电时间过长,电流过大,都会导致电阻率发生变化(系统误差). 【注意事项】 1.为了方便,应在金属导线连入电路前测导线直径,为了准确,应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度,且各测量三次,取平均值. 2.测量电路应选用电流表外接法,且测电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长,因为电阻率随温度而改变. 3.为准确求出R的平均值,应多测几组U、I数值,然后采用U-I图像法求出电阻. 4.滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求. 例1 [2024·东莞期末] 在“测定金属丝的电阻率”的实验中: (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如图甲所示,则该金属丝直径的 ... ...
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