新教材一輪復(fù)習(xí)魯科版第8章實驗10測量金屬絲的電阻率學(xué)案

實驗十測量金屬絲的電阻率

---------0回顧教材重"四基“Q---------

「注意事項」

1.先測直徑，再連接電路。應(yīng)該把所測量的待測金屬絲的兩個端點之間的

長度接入電路。

2.本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，應(yīng)采用電流表外接法。

3.開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的阻值要調(diào)至最大。

4.電流不宜太大（電流表用O?0.6A量程），通電時間不宜太長，以免金屬

絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大。

「誤差分析」

1.測量金屬絲直徑、長度以及電流、電壓帶來誤差。

2.電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響，因為電流表外接，所以R測

<R真，由R=pw，知P測<pso

3.通電電流過大，時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率變化帶來誤差。

-----------、研析考點強“四翼”/-------------

考點1儀器的選取和電路設(shè)計

典例在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中，被測金屬絲的電阻大約為6

。，先用刻度尺測出金屬絲的長度/以及金屬絲的直徑d,接著用伏安法測出金

屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流/,計算出它的電阻，再根據(jù)電阻定律計

算出該金屬絲的電阻率。

在用伏安法測量金屬絲的電阻時，除被測金屬絲外，還有如下供選擇的實

驗器材：

直流電源E：電動勢約為4.5V,內(nèi)阻很小；

電流表Ai:量程0?0.6A,內(nèi)阻為0.125。；

電流表A2：量程0?3A,內(nèi)阻為0.025。；

電壓表Vi:量程0?3V,內(nèi)阻為3k。；

電壓表V2：量程0?15V,內(nèi)阻為15kC；

滑動變阻器最大阻值10。，允許通過的最大電流為0.2A；

滑動變阻器電：最大阻值20。，允許通過的最大電流為L0A；

開關(guān)，導(dǎo)線若干。

要求有較高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。

⑴在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是,應(yīng)該選用的電壓

表是,應(yīng)該選用的滑動變阻器是o（均填器材符號）

（2）根據(jù)所選的器材，在如圖所示的虛線框中畫出實驗電路圖。

⑶用測得的物理量表示電阻率的表達式為O=（用字母表示）。

【自主解答】

解析：（1）電源電動勢約為4.5V,被測金屬絲的電阻約為6。，干路中的最

大電流約為0.75A,為使電表讀數(shù)誤差較小，故電流表選Ai,電壓表選Vi,滑

動變阻器Ri允許通過的最大電流0.2A太小，所以滑動變阻器選R2o

(2)待測金屬絲的電阻較小，電流表應(yīng)采用外接法，要求能測得多組數(shù)據(jù),

故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，電路圖如圖所示。

Uπd2

1

-CU…Iro@27r岸RS.丁Und

⑶由R=j及R=Ps，又S=nQJ=4，得P=I=I~411

答案：(I)AiViR2⑵見解析圖⑶

【技法總結(jié)】

電流表內(nèi)、外接法的比較及選取

⑴電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較

電流表內(nèi)接法電流表外接法

——@——

電路圖

---?--?---?—t=J--

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

Uao=UX+UAI測=Ix+IV

R測=手=∕?<R*，測量值

電阻的R測=7=Rχ+R,?>Rxt測量值

/測/測κx-rAv

測量值

大于真實值小于真實值

適用條件RA<RXRv》RX

⑵兩種接法的選擇方法

①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較,

若應(yīng)較小，宜采用電流表外接法；若RX較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括

為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。

②臨界值計算法

RsqRVRA時，用電流表外接法；

RX>'R?RA時，用電流表內(nèi)接法。

③實驗試探法:按如圖所示連接好電路,讓電壓表的一根接線柱P先后與。、

8處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則

可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化

不大，則可采用電流表內(nèi)接法。

?-r-e?-

考點2數(shù)據(jù)分析與誤差分析

典例（2019?江蘇高考）某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操

作如下：

（1）螺旋測微器如圖甲所示。在測量電阻絲的直徑時，先將電阻絲輕輕地夾

在測砧與測微螺桿之間，再旋動（選填“A”“5”或"C”）,直到聽到

“咔咔”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時防止螺旋測微器的損壞。

⑵選擇電阻絲的（選填“同一”或“不同”）位置進行多次測量，取

其平均值作為電阻絲的直徑。

（3）圖乙中R,為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動變阻器接入圖丙

實物電路中的正確位置。

FhPP主

滑動變阻器

ES

丙

(4)為測量Rχ,利用圖乙所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓口和電

流心的值，作出的UI巧關(guān)系圖像如圖丁所示。接著，將電壓表改接在a、b兩

(5)由此，可求得電阻絲的電阻Rx=Ωo根據(jù)電阻定律可得到電阻

絲的電阻率。

【自主解答】

解析：(1)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕C

(2)電阻絲的粗細不一定均勻，為保證測量結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)在不同位置測量直

徑，然后取平均值作為測量值。

(3)滑動變阻器采用分壓式接法接入電路，注意線不能交叉，如圖甲所示。

(4)將所給的5組數(shù)據(jù)標(biāo)注在U-I圖像中，用過原點的直線把它們連在一起,

讓盡可能多的點落在直線上，如圖乙所示。

u/v

乙

⑸由題意知垮=RdRA+Ro,由Ui-I1圖線的斜率可得率=49.0。。半

/1??<2

Rλ+R0,由作出的U2-12圖線的斜率可得華=25.5。。故Rx=（49.0-25.5）O=

/2

答案：（I）C⑵不同（3）見解析圖甲⑷見解析圖乙

⑸23.5（23.0?24.0均可）

考點3實驗的改進與創(chuàng)新

典例國標(biāo)（GB/T）規(guī)定自來水在15℃時的電阻率應(yīng)大于13Q?m0某同學(xué)利

用圖甲電路測量15C自來水的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接

一細管，細管上加有閥門K以控制管內(nèi)自來水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活

塞（活塞電阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移動。實驗器材還有：電源（電

動勢約為3V,內(nèi)阻可忽略），電壓表VM量程為0?3V,內(nèi)阻很大），電壓表V2（量

程為0?3V,內(nèi)阻很大），定值電阻Rι（阻值4k。），定值電阻電（阻值2kC）,

電阻箱/?（最大阻值9999。），單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。

345cm

012345678910

乙丙

實驗步驟如下:

A.用游標(biāo)卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑d；

B.向玻璃管內(nèi)注滿自來水，并用刻度尺測量水柱長度/;

C.把S撥到1位置，記錄電壓表Vl示數(shù)；

D.把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表Vl示數(shù)

相同，記錄電阻箱的阻值R；

E.改變玻璃管內(nèi)水柱的長度，重復(fù)實驗步驟C、D,記錄每一次水柱長度

/和電阻箱阻值R；

F.斷開S,整理好器材。

（1）測量玻璃管的內(nèi)徑d時，游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙所示，則d=mm。

（2）玻璃管內(nèi)水柱的電阻尺的表達式為RX=（用Ri、R2、R表示）。

（3）利用記錄的多組水柱長度/和對應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖

丙所示的足：關(guān)系圖像。自來水的電阻率P=C?m（結(jié)果保留2位有效

數(shù)字）。

（4）本實驗中若電壓表V1內(nèi)阻不是很大，則自來水電阻率的測量結(jié)果將

（選填“偏大”“不變”或“偏小”）。

【自主解答】

解析：（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，玻璃管的內(nèi)徑d=30mm+0×0.05mm

=30.00mm0

⑵把S撥到1位置，記錄電壓表VI示數(shù)，得到通過水柱的電流/1=3，由

閉合電路歐姆定律，有E=U+γRχo把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電

壓表V2示數(shù)與電壓表Vl示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R,得到該支路的電流

∕2=?由閉合電路歐姆定律，有E=U+%6,聯(lián)立解得RX=華。

KKK

（3）由電阻定律RX=4,RX=華，聯(lián)立解得R=號更/?-1關(guān)系圖線

的斜率AXlo3。.m,A=23，S=7~,代入數(shù)據(jù)解得P=KL駕止=14C?m.

(4)本實驗中，若電壓表Vl內(nèi)阻不是很大，則通過水柱的電流/i大于測量值,

得至4凡＞華，即自來水電阻的測量值偏大，自來水電阻率的測量結(jié)果將偏大。

答案：(1)30.00(2)贊(3)14

(4)偏