2022屆高考物理一輪復習第十七章實驗第九節(jié)測定金屬的電阻率學案新人教版

1、第九節(jié)測定金屬的電阻率1實驗原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d，計算出橫截面積s，并用伏安法測出電阻rx，即可計算出金屬絲的電阻率。2實驗器材被測金屬絲，直流電源(4 v)，電流表(00.6 a)，電壓表(03 v)，滑動變阻器(50 )，開關，導線若干，螺旋測微器，毫米刻度尺。3實驗步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d。(2)接好用伏安法測電阻的實驗電路。(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復測量三次，求出其平均值l。(4)把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。(5)閉合開關，改變滑動變阻

2、器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)i和u的值，填入記錄表格內。(6)將測得的rx、l、d值，代入公式r和s中，計算出金屬絲的電阻率。4電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較方法電流表內接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓u測uxua電壓表分流i測ixiv電阻測量值r測rxrarx測量值大于真實值r測rx測量值小于真實值適用條件rarxrvrx規(guī)律方法總結1伏安法測電阻的電路選擇(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較，若rx較小，宜采用電流表外接法；若rx較大，宜采用電流表內接法。(2)臨界值計算法rx時，用電流表內接法。(3)實驗試探法：按下圖接好電路

3、，讓電壓表的一根接線柱p先后與a、b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，則可采用電流表內接法。2注意事項(1)先測直徑，再連電路：為了方便，測量直徑應在金屬絲連入電路之前測量。(2)電流表外接法：本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。(3)電流控制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導致電阻率在實驗過程中變大。3誤差分析(1)若為內接法，電流表分壓。(2)若為外接法，電壓表分流。(3)長度和直徑的測量。例1某同學想要了解導線在質量相同時，電阻與截面積的關系，選

4、取了材料相同、質量相等的5卷導線，進行了如下實驗：(1)用螺旋測微器測量某一導線的直徑如圖所示。讀得直徑d_mm。(2)該同學經實驗測量及相關計算得到如下數(shù)據(jù)：電阻r/ 121.050.023.910.03.1導線直徑d/mm0.8010.9991.2011.4941.998導線截面積s/mm20.5040.7841.1331.7533.135請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導線的電阻r與截面積s是否滿足反比關系？若滿足反比關系，請說明理由；若不滿足，請寫出r與s應滿足的關系。(3) 若導線的電阻率5.1107 m，則表中阻值為3.1 的導線長度l_m(結果保留兩位有效數(shù)字)?！窘馕觥?(1)螺旋測

5、微器固定刻度部分讀數(shù)為1 mm，可動刻度部分讀數(shù)為20.00.01 mm0.200 mm，故所測直徑為1 mm0.200 mm1.200 mm。(2)直接用兩組r、s值相乘(500.78439.2,10.01.75317.53)，可得r、s乘積明顯不相等，可迅速判斷結果“不滿足”；并同時可簡單計算50.00.9994501；101.4944101.5450，兩者接近相等，即r與d的四次方成反比，可迅速得出r與s2成反比。(3)根據(jù)r，有l(wèi) m19 m?！敬鸢浮?(1)1.200(2)不滿足，r與s2成反比(或rs2常量)(3)19例2有一根細長而粗細均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖所示。此金屬管

6、線長約30 cm，電阻約10 。已知這種金屬的電阻率為，因管內中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測量，請你設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積s0，現(xiàn)有如下器材可選：a毫米刻度尺b螺旋測微器c電流表a1(600 ma,1.0 )d電流表a2(3 a,0.1 )e電壓表v(3 v,6 k)f滑動變阻器r1(2 k，0.5 a)g滑動變阻器r2(10 ，2 a)h蓄電池e(6 v,0.05 )i開關一個，帶夾子的導線若干(1)上述器材中，應選用的器材有_(只填代號字母)。(2)畫出你所設計的電路圖，并把圖中的實物連成實際測量電路，要求盡可能測出多組有關數(shù)值。(3)實驗中要測量的物理量有：_。(4

7、)計算金屬管線內部空間截面積s0的表達式為：s0_?！窘馕觥?(1)流過此金屬管線最大電流約為3 v10 0.3 a，故電流表選量程600 ma的a1；電壓表只有e可選?；瑒幼冏杵鱮1最大阻值太大，不便于調節(jié)，故應選滑動變阻器r2。(2)由于rx10 ，應采用電流表外接法，應選圖(b)所示電路，實物連接如圖所示。(3)從螺旋測微器可讀出金屬絲直徑為0.637 mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20 v，從電流表可以讀出流過電阻的電流為0.50 a，被測電阻的阻值rx 2.4 4(1) 0.680(2)ace錯誤1：導線連接在滑動變阻器的滑片上錯誤2：采用了電流表內接法【解析】(1)從螺旋

8、測微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度線已經露出來，因此主尺上應讀0.5 mm，可動刻度上接近第18個刻度線，可以估讀0.180 mm，所以該金屬絲直徑應為0.5 mm0.180 mm0.680 mm。(2)由電路圖知電源是兩節(jié)干電池，電動勢是3 v，用3 v量程的電壓表a；因為電阻絲的電阻大約為5 ，如果把3 v的電動勢全加在電阻絲上，電流才是0.6 a，因此用量程是0.6 a的電流表c；此題中金屬絲的電阻大約為5 ，為了減小實驗誤差，應選10 的滑動變阻器e。 課后練習1(1)7、9斷路(2)電流表改為內接；測量多組電流和電壓值，計算出電阻的平均值(或測量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值)【解析】(1)因為電壓表有讀數(shù)，說明除7、9之間的電路都應暢通，且是串聯(lián)電路，由于電壓表內阻比較大，因此通過電壓表、電流表的電流比較小，滑動變阻器滑片的移動對兩電表示數(shù)的影響較小。則7、9之間的電路可能接觸不良，形