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课件网) 实验2 金属丝电阻率的测量 [定位·学习目标] 1.理解测量电阻率的实验原理及实验方法。2.通过分组实验,学会测量导体的电阻率,并能进行误差分析。3.通过使用游标卡尺或螺旋测微器测量长度,以及测量电阻等过程,进一步形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯。 探究·必备知识 一、实验目的 1.学会使用伏安法测量电阻。 2.会测量金属导体的电阻率。 二、实验器材 金属电阻丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。 三、实验原理与设计 四、实验步骤 1.电阻的测量:按实验电路图连接实物电路。改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,通过U-I图像求得电阻R。 2.电阻丝有效长度的测量:用毫米刻度尺测量接入电路中的电阻丝的有效长度l,反复测量多次,得到有效长度的平均值。 五、数据处理 1.在求电阻R的平均值时可用两种方法 (1)公式法:测量多组电压、电流值,分别求出对应的电阻后取平均值,不能对电流、电压取平均值。 (2)图像法:作出U-I图像,由图像的斜率求出电阻值。连线时要让各点均匀分布在直线两侧,个别偏离较远的点可以不予考虑。 六、误差分析 1.电阻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.采用伏安法测量电阻丝的电阻时,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.电阻丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 4.由于电阻丝通电后发热升温,会使电阻丝的电阻率变大,造成测量误差。 突破·关键能力 要点一 实验原理和数据处理 [例1] (实验原理和数据处理)(2025·甘肃白银月考)在测量某金属丝电阻率的实验中, (1)用图甲所示电路测量,要求电压能从零开始测量,并能多测量几组数据,请用笔画线代替导线,在图甲中仅添加一根导线完成实验的电路连接。 要点一 实验原理和数据处理 【答案及解析】 (1)实验要求电压能从零开始测量,滑动变阻器应采用分压式接法,实物电路图如图a所示。 a (2)实验时,闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的 (选填“左”或“右”)端;测量结束后,应先断开开关,再拆除导线,最后整理好器材。 【解析】 (2)滑动变阻器采用分压式接法,为保护电路,实验时闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的左端。 左 (3)实验中,测量数据如表所示。请你在图乙中描出金属丝的U-I图像。 实验 次数 1 2 3 4 5 6 U/V 0.90 1.20 1.50 1.80 2.10 2.40 I/A 0.18 0.24 0.31 0.37 0.43 0.49 【答案及解析】 (3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,让尽可能多的点过直线,不能过直线的点对称分布在直线两侧,根据坐标系内描出的点作出图像如图b所示。 b (4)由U-I图像计算出金属丝的电阻为R= Ω。 b 5.0(4.8～5.1均可) (5)测出金属丝的长度L和直径d,根据电阻定律推导出金属丝电阻率的表达式为 。 要点二 创新实验 [例2] (实验创新)(2023·辽宁卷,12)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图a所示的电路图,实验步骤如下: a.测得样品截面的边长a=0.20 cm; b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动; c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L; d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数I=0.40 A,读出相应的电压表示数U,断开开关S; e.改变丙的位置,重复步骤c、d,测量多组L和U,作出U-L图像如图b所示,得到直线的斜率k。 回答下列问题: (1)L是丙到 (选填“甲”“乙”或“丁”)的距离; 乙 【解析】 (1)由于电压表测量的是乙、丙之间的电压, ... ...
