《实验：测定金属丝的电阻率》学案

6/6实验：测定金属丝的电阻率1．练习使用螺旋测微器．2．学会用伏安法测电阻．3．测定金属的电阻率．1．原理：根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率．2．器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器；电键；被测金属导线；导线若干．3．步骤：(1)用螺旋测微器在被测金属导线上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)按下图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路．(3)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)把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键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，记入记录表格内，断开电键S.求出导线电阻R的平均值．(5)将测得R、l、d的值，代人电阻率计算公式ρ＝eq\f(RS,l)＝中，计算出金属导线的电阻率．(6)拆去实验线路．整理好实验器材．【注意事项】1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度．测量时应将导线拉直．4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置．5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度的值不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．6．求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝eq\f(U,I)算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U－I图线)的斜率来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要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．一、选择题1．在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是（）A．导线直径d的测量B．电压U的测量C．电流I的测量D．导线长度的测量解析：从公式，公式ρ＝eq\f(πd2U,4lI)中涉及的4个物理量，对实验结果均有影响，但只有直径的指数是2，其余均为1，所以影响最大的是金属丝的直径的测量误差，故BCD错误，A正确；故选A.答案：A2．(双选)某实验小组在测量金属电阻率时，主要实验步骤如下，其中哪些做法是不正确的（）A．用螺旋测微器在金属线三个不同部位各测一次直径，取其平均值为dB．用米尺量出整个金属线的长度三次取其平均值为lC．选用电流表内接线路来测电阻，多次测量取平均值为RD．将测得的d、l、R代人公式ρ＝算出电阻率ρ答案：BC3．(双选)在做本实验时，下列操作中正确的是（）A．若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面的漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮掉漆皮，而两端接头部分则要用砂布打磨干净，以保证电路接触良好B．用米尺反复测量3次导线的总长，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中C．估计待测金属导线的电阻值大小，选择合适的仪器和实验电路D．合上电键S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流强度和电压的数值，计算出导线的电阻R答案：AC4．(双选)如图是用伏安法测电阻的两种常用电路，下列说法正确的是（）A．按甲图所示电路测量时，测得的电阻值偏小B．按乙图所示电路测量时，测得的电阻值偏小C．若待测电阻的阻值比电流表内阻大得多，用乙图所示电路测量的误差较小D．选用的电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量的误差越小解析：A.甲图所示电路是电流表内接法，用它测量电阻时，测量值R测＝Rx＋RA＞Rx，故A错误；B.乙图所示电路是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小，B正确；C、D.电流表内阻越小，R测＝Rx＋RA＞Rx，相对误差就越小；电压表内阻越大，并联电阻阻值相对于测量值的误差越小．故C错误，D正确．答案：BD5．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l＝0.810m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．(1)从图中读出金属丝的直径为______________mm.(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；D．电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；E．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；F．滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；G．开关、导线等．在可供选择的器材中，应该选用的电流表是__________，应该选用的滑动变阻器是__________________．(3)根据所选的器材，画出实验电路图．(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx＝4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为__________Ω·m.(保留两位有效数字)(1)0.520±0.002(2)A1R1(3)实验电路如图所示(4)(1.1±0.1)×10－66．一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：(1)在正常发光情况下，灯泡的电功率P＝________W.(2)假设