第二章 4 第2课时　测量金属的电阻率（课件 学案）高中物理 教科版（2019）必修 第三册

第2课时　测量金属的电阻率 一、实验目的 1.学会使用伏安法测电阻。 2.会测量金属丝的电阻率。 二、实验原理 由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。 1.把金属丝接入电路中，用伏安法测出金属丝的电阻R。电路原理如图所示。 2.用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径，算出横截面积S。 3.将测量的数据代入公式ρ＝，求金属丝的电阻率。 三、实验器材 螺旋测微器、被测金属丝、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 四、实验步骤 1.直径测定 用螺旋测微器在被测金属丝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.电路连接 按如图所示的原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3.长度测量 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l。 4.U、I测量 把滑动变阻器的滑片调节到a端，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表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。 5.拆去实验线路，整理好实验器材。 五、数据处理 1.在求R的平均值时可用两种方法 （1）用R＝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R、l、d的值代入电阻率计算式得ρ＝R＝。 六、误差分析 1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。 3.金属丝的长度测量、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.本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。 2.被测金属丝的有效长度，是指待测金属丝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金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。 3.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。 4.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在使待测电阻被短路的位置。 5.在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I不宜过大（电流表用0～0.6 A量程），通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 6.若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离大一些，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。 题型一 实验原理与操作 【典例1】　某物理学习小组的两位同学在采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验中，实验室备有下列实验器材： A.电压表（量程0～3 V，内阻约为15 kΩ） B.电压表（量程0～15 V，内阻约为75 kΩ） C.电流表（量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω） D.电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω） E.滑动变阻器R1（0～100 Ω，0.6 A） F.滑动变阻器R2（0～2 000 Ω，0.1 A） G.电池组E（电压为3 V） H.待测金属丝（阻值约为5 Ω） I.开关S，导线若干，米尺，螺旋测微器等 （1）为减小实验误差，电压表应选用　　　；电流表应选用　　　　；滑动变阻器应选用　　　　（填代号）。 （2）甲乙两位同学分别画出了两个电路图，如图甲、乙所示。本实验选用　　　　（填“甲”或“乙”）图比较合适。 （3）实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，使用时发现所用螺旋测微器存在零误差。测微螺杆与测砧直接接触时读数如图丙所示，测量金属丝直径时如图丁所示，则金属丝的直径d＝　　　　mm。 （4）如果实验中测得金属丝的电阻值为R，用米尺测出的金属丝长度为l，用螺 ... ...