1、實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量第十一章 電路及其應(yīng)用第2課時(shí)1.掌握測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)原理和方法.2.了解伏安法測(cè)電阻的思路及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法.學(xué)習(xí)目標(biāo)技能儲(chǔ)備精析典題隨堂演練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，如圖1，取一段金屬電阻絲連接到電路中，測(cè)出電阻絲的 、 和直徑d(S_)，由R 得：_(用R、S、l表示)_(用R、d、l表示)，從而計(jì)算出該電阻絲所用材料的電阻率.技能儲(chǔ)備電阻R長(zhǎng)度l圖1二、物理量的測(cè)量1.電阻的測(cè)量根據(jù)伏安法測(cè)電阻的思想：用電壓表測(cè)電阻絲兩端的電壓，用電流表測(cè)電阻絲中的電流，讀出多組電壓、電流值，通過(guò)UI圖像求R.2.電阻絲有效長(zhǎng)度的測(cè)量用

2、測(cè)量電阻絲 的有效長(zhǎng)度l.反復(fù)測(cè)量多次，得到有效長(zhǎng)度的平均值.刻度尺接入電路3.電阻絲直徑的測(cè)量電阻絲比較細(xì)，所以我們選取 或 來(lái)測(cè)量電阻絲的直徑d.在不同位置測(cè)量三次，根據(jù)S_計(jì)算出電阻絲的橫截面積S.螺旋測(cè)微器游標(biāo)卡尺三、數(shù)據(jù)分析1.數(shù)據(jù)處理(1)公式法求電阻：測(cè)量多組 、 值，求出對(duì)應(yīng)的電阻后取平均值，不能對(duì)電流、電壓取平均值.(2)圖像法求電阻：作出UI圖像，由圖像的 求出電阻值，在設(shè)定標(biāo)度時(shí)要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮.電流電壓斜率2.誤差分析(1)電阻絲通電時(shí)溫度升高，使所測(cè)電阻率比常溫下電阻率略大.(2)電阻絲長(zhǎng)度

3、及電阻絲直徑測(cè)量不準(zhǔn)確.(3)采用電流表外接法測(cè)量電阻絲的電阻，使測(cè)量值比真實(shí)值小.一、實(shí)驗(yàn)原理和操作例1 (2019北京清華附中高二上期中)在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖2甲所示，則該金屬絲直徑的測(cè)量值d_ mm.精析典題解析螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)為零，可動(dòng)刻度示數(shù)為38.40.01 mm0.384 mm，故d0.384 mm.0.384(0.3830.385均可)圖2(2)按如圖乙所示的電路圖測(cè)量金屬絲的電阻Rx(阻值約為15 ).實(shí)驗(yàn)中除開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供下列器材：電壓表V(量程03 V，內(nèi)阻約3 k)；電流表A1(量程0200 m

4、A，內(nèi)阻約3 )；電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻約0.1 )；滑動(dòng)變阻器R1(050 )；滑動(dòng)變阻器R2(0200 )；電源E(3 V，內(nèi)阻不計(jì)).為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_.(填器材的名稱符號(hào))A1R1(3)請(qǐng)根據(jù)如圖乙所示電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖3中的實(shí)驗(yàn)器材連接起來(lái)，并使滑動(dòng)變阻器的滑片P置于b端時(shí)接通電路后的電流最小.答案見(jiàn)解析圖圖3解析接法如圖所示.(4)若通過(guò)測(cè)量可知，金屬絲的長(zhǎng)度為l，直徑為d，通過(guò)金屬絲的電流為I，對(duì)應(yīng)金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率_.(用題目所給字母和通用數(shù)學(xué)符號(hào)表示)二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例2 在“測(cè)定金屬

5、絲的電阻率”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4所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi) mm(該值接近多次測(cè)量的平均值).0.398(0.3970.399均正確)圖4解析螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0 mm39.80.01 mm0.398 mm.(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(3 V)、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動(dòng)變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干.某小組同學(xué)利用以上器材按照?qǐng)D5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：圖5次數(shù)1234567U/V0.100

6、.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(3)圖6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P置于滑動(dòng)變阻器的一端.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.答案見(jiàn)解析圖圖6解析實(shí)物圖如圖甲所示(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立UI坐標(biāo)系，如圖7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UI圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx_ (保留兩位有效數(shù)字).答案見(jiàn)解析圖圖74.4(4.3

7、4.7均可)解析圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，明顯偏離的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖乙所示.圖線的斜率表示金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx4.4 .(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(kāi).A.1102 m B.1103 mC.1106 m D.1108 mC1.為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出了如圖8甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物圖連接.答案見(jiàn)解析圖123隨堂演練圖8解析將電表接入電路時(shí)注意電流要從正接線柱流入，連接圖如圖所示.1232.(2020西南大學(xué)附中期末)某同學(xué)在測(cè)量一種均勻新材料電阻絲的電阻率，已知待測(cè)電阻Rx約為6

8、.0 ，相關(guān)測(cè)量步驟如下：(1)用刻度尺測(cè)量電阻絲接入電路的有效長(zhǎng)度為l0.900 0 m.(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑(如圖9所示)，從圖中讀出電阻絲的直徑為_(kāi) mm.1230.600圖9解析螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d0.5 mm10.00.01 mm0.600 mm.(3)現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了以下相關(guān)器材(要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確)：A.電池組(3 V，內(nèi)阻約1 )B.電流表(03 A，內(nèi)阻約0.025 )C.電流表(00.6 A，內(nèi)阻約0.125 )D.電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k)E.電壓表(015 V，內(nèi)阻約15 k)F.滑動(dòng)變阻器(020 ，額定電流1 A)G.滑動(dòng)變

9、阻器(01 000 ，額定電流0.3 A)H.開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用的器材是_.(填寫(xiě)各器材的字母代號(hào))123ACDFH解析需要電源，故選用A；因待測(cè)電阻約6 ，可知實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流較小，故選用電流表C；電源提供3 V電壓，故選用電壓表D；為了方便操作，選用阻值較小的滑動(dòng)變阻器，故選用F；連接電路需要導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)，故選擇H.1233.在“探究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖10所示，金屬絲的匝數(shù)為39，用刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，金屬絲的電阻大約為5 ，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后用控制變量法探究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系.(1)從圖中得出金屬絲的直徑為_(kāi)mm.123圖100.646(0.6440.649均可)123(2)為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A.電壓表03 V，內(nèi)阻約10 kB.電壓表015 V，內(nèi)阻約50 kC.電流表00.6 A，內(nèi)阻約0.05 D.電流表03 A，內(nèi)阻約0.01 E.滑動(dòng)變阻器，010 F.滑動(dòng)變阻器，0100 要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_.(填序號(hào))123ACE解析因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為3 V，電壓表選A；因?yàn)榻饘俳z的電阻大約為5