實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬的電阻率

1、實(shí)驗(yàn)八測(cè)定金屬的電阻率過(guò)好雙基關(guān)回Q.iiHl說(shuō) 訓(xùn)垢甚屯逢目基本實(shí)驗(yàn)要求1. 實(shí)驗(yàn)原理(如圖1所示)lRS由R= p s得 P =廠,因此，只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度I、橫截面積S和金屬絲的電阻R即可求出金屬絲的電阻率p .叭乙圖12. 實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲，直流電源(4 V)，電流表(00.6 A)，電壓表(03 V)，滑動(dòng)變阻器(050 Q ),開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺3. 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d.(2) 連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路.(3) 用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值

2、I .(4) 把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置.(5) 閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)(6)將測(cè)得的R、丨、d值，代入公式R=計(jì)算出金屬絲的電阻率規(guī)律方法總結(jié)1. 數(shù)據(jù)處理(1) 在求R的平均值時(shí)可用兩種方法 用RX= U分別算出各次的數(shù)值，再取平均值 用U- I圖線的斜率求出計(jì)算電阻率2 將記錄的數(shù)據(jù) R、I、d的值代入電阻率計(jì)算公式p = Rp =.2. 誤差分析(1) 金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得，直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一(2) 采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，

3、測(cè)量值小于真實(shí)值,使電阻率的測(cè)量值偏小.(3) 金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來(lái)偶然誤差(4) 由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測(cè)量誤差3. 注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法 .實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開(kāi)關(guān)、電流表、被測(cè)金屬絲、滑動(dòng)變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在被測(cè)金屬絲的兩端(3) 測(cè)量被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，是指測(cè)量被測(cè)金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的被測(cè)金屬絲長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值(4) 測(cè)金屬絲直徑一定要選三個(gè)

4、不同部位進(jìn)行測(cè)量，求其平均值(5) 閉合開(kāi)關(guān)S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置.在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過(guò)被測(cè)金屬絲的電流強(qiáng)度I不宜過(guò)大(電流表用00.6 A量程)，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大(7)若采用圖象法求 R的平均值，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮研透命題點(diǎn)妞硏考財(cái)和鼻邂 分忻夾哦帝劇點(diǎn)命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)*基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透例1 在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm(1)用螺旋

5、測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖 2所示，其讀數(shù)應(yīng)為 _mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)圖2 用伏安法測(cè)金屬絲的電阻 RX.實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻約1 Q ）、電流 表（內(nèi)阻約0.1 Q ）、電壓表（內(nèi)阻約3 kQ ）、滑動(dòng)變阻器 R（020 Q,額定電流2 A）、開(kāi)關(guān)、 導(dǎo)線若干某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：“甲”或“乙”）.次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I /A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520得到金屬絲的阻值 Rt =Q （保留兩位有

6、效數(shù)字）.P置于變 圖4是測(cè)量RX的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片 阻器的一端請(qǐng)根據(jù)（2）所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞圖4圖5 這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U I坐標(biāo)系，如圖5所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)， 并描繪出U I圖線.由圖線（5）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為（填選項(xiàng)前的符號(hào)）.A. 1X 10 2 QmB. 1 X 10 3 Qm一 6 一 8C.1X 10 一 QmD.1 X 10 一 Qm（6）任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差.本實(shí)驗(yàn)所用

7、測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 .A. 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B. 由電流表和電壓表的內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C. 若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D. 用1一 I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差答案 （1）0.397（0.3950.399均可）（2）甲 （3）如圖甲 （4）如圖乙 4.5（4.34.7均可）（5）C（6）CD甲_i 11 ii SI 1 I tlnn益丹益*!引困一 !gm:-!_ ll:;ssritEE花夭亞SESS解析 （1）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：0 mm+ 39.7 X

8、0.01 mm= 0.397 mm（0.3950.399 mm之間均正確）.（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)中電壓表示數(shù)從0.10 V開(kāi)始，非常小，應(yīng)考慮使用滑動(dòng)變阻器分壓式接法，故采用的是圖甲的電路設(shè)計(jì)方案.（3）連圖時(shí)注意滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，注意電流表和電壓表的正負(fù)極 將第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)出來(lái)后，畫(huà)出一條直線，舍去第6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，讓直線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，計(jì)算出圖線斜率為4.5（4.34.7之間均正確），即為金屬絲的阻值.l41一 6 根據(jù)電阻定律 R”、“ = ”或“v”），主要理由是 答案見(jiàn)解析解析（1）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示(2) 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最?。?/p>

9、閉合開(kāi)關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)R,使電壓表的指針滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開(kāi)S2,調(diào)節(jié)電阻箱 F0,使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱的電阻值，此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻 斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱 R使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓 也增大，此時(shí)F0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，F(xiàn)V FV.5. 等效法測(cè)電阻如圖12所示，先讓待測(cè)電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動(dòng)勢(shì)恒定的電源上，讀得電流表示數(shù)I ;然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值， 使電流表的示數(shù)仍為I ,則電阻箱的讀數(shù)等于待測(cè)電阻的阻值 Err圖12I例 5 電流表Al的量程為0200卩A、內(nèi)電阻約為5

10、00 Q,現(xiàn)要測(cè)其內(nèi)阻，除若干開(kāi)關(guān)、 導(dǎo)線之外還有器材如下：電流表A :與Ai規(guī)格相同圖13滑動(dòng)變阻器R:阻值020 Q電阻箱R :阻值09 999 Q保護(hù)電阻F3:阻值約為3 kQ電源：電動(dòng)勢(shì)E約為1.5 V、內(nèi)電阻r約2 Q(1)如圖13所示，某同學(xué)想用替代法測(cè)量電流表內(nèi)阻，他設(shè)計(jì)了部分測(cè)量電路，在此基礎(chǔ)上請(qǐng)你將滑動(dòng)變阻器接入電路中，使實(shí)驗(yàn)可以完成 電路補(bǔ)充完整后，請(qǐng)你完善以下測(cè)量電流表A內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)步驟a.先將滑動(dòng)變阻器 R的滑動(dòng)端移到使電路安全的位置，再把電阻箱R的阻值調(diào)到（ 選填“最大”或“最小”）.b閉合開(kāi)關(guān)S、S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 R,使兩電流表的指針在滿偏附近，記錄電流表A的示

11、c.斷開(kāi)S，保持S閉合、R不變，再閉合 Sa，調(diào)節(jié)電阻箱F2,使電流表 A的示數(shù)讀出此時(shí)電阻箱的示數(shù)R2,則電流表A內(nèi)電阻r =答案解析（1）滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電流表內(nèi)阻，因此必須采用分壓接法,電路圖如圖所(2)a.實(shí)驗(yàn)前R2應(yīng)該調(diào)節(jié)到最大,A示數(shù)不變,則可直接從R2的讀數(shù)得到電流表的內(nèi)阻值6. 比較法測(cè)電阻如圖14所示，讀得電阻箱R的阻值及A、A的示數(shù)li、丨2，可得R =學(xué)I 2（1）見(jiàn)解析圖 （2）a.最大 c.再次為I （或仍為I ）R2圖14如果考慮電流表內(nèi)阻的影響，則12（ R + RA2） = 11（ R + RAi）.例6 （2017全國(guó)卷23 ）某同學(xué)利用如圖15（a

12、）所示的電路測(cè)量一微安表（量程為100卩A,內(nèi)阻大約為2 500 Q ）的內(nèi)阻.可使用的器材有：兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R、R2（其中一個(gè)阻值為20 Q，另一個(gè)阻值為 2 000 Q）;電阻箱 R（最大阻值為99 999.9 Q ）;電源E（電動(dòng)勢(shì) 約為1.5 V）;單刀開(kāi)關(guān)S和S2. C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片.圖15（1）按原理圖將圖（b）中的實(shí)物連線.（2）完成下列填空： R的阻值為 Q （填“20”或“2000”）. 為了保護(hù)微安表，開(kāi)始時(shí)將R的滑片C滑到接近圖（a）中滑動(dòng)變阻器的 端（填“左”或“右”）對(duì)應(yīng)的位置；將 R2的滑片D置于中間位置附近. 將電阻箱RZ的阻值置于2 500.0

13、Q,接通S.將R的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié) R的滑片D的位置，最終使得接通 S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說(shuō)明 S2接通前B與D所在 位置的電勢(shì)（ 填“相等”或“不相等”）. 將電阻箱RZ和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將RZ的阻值置于2 601.0 Q時(shí),在接通S前后，微安表的示數(shù)也保持不變.待測(cè)微安表的內(nèi)阻為 Q （結(jié)果保留到個(gè)位）.（3）寫(xiě)出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議： 答案（1）見(jiàn)解析圖20 左相等2 550（3）調(diào)節(jié)R上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程 解析（1）實(shí)物連線如圖所示：（2）滑動(dòng)變阻器R采用分壓式接法，為了方便調(diào)節(jié)要選擇阻值較小的滑動(dòng)變阻器； 為了保

14、護(hù)微安表，開(kāi)始時(shí)將R的滑片C滑到滑動(dòng)變阻器的左端對(duì)應(yīng)的位置； 將電阻箱RZ的阻值置于2 500.0 Q,接通S ;將R的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)F2的滑片D的位置；最終使得接通 S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說(shuō)明S2接通前后在BD中無(wú)電流流過(guò)，可知 B與D所在位置的電勢(shì)相等;（厶Ri Ra 設(shè)滑片D兩側(cè)電阻分別為 Ri和民2,由B與D所在位置的電勢(shì)相等可知，=；同理，R1 R22R.a =寸 R1R2 =601.0QRuA R2當(dāng)R和微安表對(duì)調(diào)時(shí)，仍有 =廠；聯(lián)立兩式解得,Rai 盡2=2 550 Q（3）為了提高測(cè)量精度，應(yīng)調(diào)節(jié)R上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程變式2 （2016

15、全國(guó)卷 23）某同學(xué)利用圖 16（a）所示電路測(cè)量量程為 2.5 V的電壓表彩 的內(nèi)阻（內(nèi)阻為數(shù)千歐姆），可供選擇的器材有：電阻箱 R最大阻值99 999.9 Q），滑動(dòng)變阻器R（最大阻值50 Q），滑動(dòng)變阻器 R（最大阻值5 k Q ），直流電源E（電動(dòng)勢(shì)3 V）,開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干圖16實(shí)驗(yàn)步驟如下: 按電路原理圖（a）連接線路; 將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為 0,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖（a）中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開(kāi) 關(guān)S; 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏；2.00 V,記下電阻 保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為 箱的阻值 回答下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器（ 填“R”或“ ）. 根據(jù)圖 所示電路將圖（b）中實(shí)物圖連線.實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 Q,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為 Q （結(jié)果保留到個(gè)位）. 如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為 （填正確答案標(biāo)號(hào)）.A. 1