1、第九节测定金属的电阻率1实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。2实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(50 )，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。3实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。(2)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丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。(5)闭合开关，改变滑动变阻
2、器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。(6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R和S中，计算出金属丝的电阻率。4电流表、电压表测电阻两种方法的比较方法电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx规律方法总结1伏安法测电阻的电路选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。(2)临界值计算法Rx时，用电流表内接法。(3)实验试探法：按下图接好电路
3、，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。2注意事项(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量。(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。3误差分析(1)若为内接法，电流表分压。(2)若为外接法，电压表分流。(3)长度和直径的测量。例1某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选
4、取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示。读得直径d_mm。(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻R/ 121.050.023.910.03.1导线直径d/mm0.8010.9991.2011.4941.998导线截面积S/mm20.5040.7841.1331.7533.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。(3) 若导线的电阻率5.1107 m，则表中阻值为3.1 的导线长度l_m(结果保留两位有效数字)。【解析】 (1)螺旋测
5、微器固定刻度部分读数为1 mm，可动刻度部分读数为20.00.01 mm0.200 mm，故所测直径为1 mm0.200 mm1.200 mm。(2)直接用两组R、S值相乘(500.78439.2,10.01.75317.53)，可得R、S乘积明显不相等，可迅速判断结果“不满足”；并同时可简单计算50.00.9994501；101.4944101.5450，两者接近相等，即R与d的四次方成反比，可迅速得出R与S2成反比。(3)根据R，有l m19 m。【答案】 (1)1.200(2)不满足，R与S2成反比(或RS2常量)(3)19例2有一根细长而粗细均匀的金属管线样品，横截面如图所示。此金属管
6、线长约30 cm，电阻约10 。已知这种金属的电阻率为，因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：A毫米刻度尺B螺旋测微器C电流表A1(600 mA,1.0 )D电流表A2(3 A,0.1 )E电压表V(3 V,6 k)F滑动变阻器R1(2 k，0.5 A)G滑动变阻器R2(10 ，2 A)H蓄电池E(6 V,0.05 )I开关一个，带夹子的导线若干(1)上述器材中，应选用的器材有_(只填代号字母)。(2)画出你所设计的电路图，并把图中的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值。(3)实验中要测量的物理量有：_。(4
7、)计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为：S0_。【解析】 (1)流过此金属管线最大电流约为3 V10 0.3 A，故电流表选量程600 mA的A1；电压表只有E可选。滑动变阻器R1最大阻值太大，不便于调节，故应选滑动变阻器R2。(2)由于Rx10 ，应采用电流表外接法，应选图(b)所示电路，实物连接如图所示。(3)从螺旋测微器可读出金属丝直径为0.637 mm，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A，被测电阻的阻值Rx 2.4 4(1) 0.680(2)ACE错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2：采用了电流表内接法【解析】(1)从螺旋
8、测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读0.5 mm，可动刻度上接近第18个刻度线，可以估读0.180 mm，所以该金属丝直径应为0.5 mm0.180 mm0.680 mm。(2)由电路图知电源是两节干电池，电动势是3 V，用3 V量程的电压表A；因为电阻丝的电阻大约为5 ，如果把3 V的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5 ，为了减小实验误差，应选10 的滑动变阻器E。 课后练习1(1)7、9断路(2)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)【解析】(1)因为电压表有读数，说明除7、9之间的电路都应畅通，且是串联电路，由于电压表内阻比较大，因此通过电压表、电流表的电流比较小，滑动变阻器滑片的移动对两电表示数的影响较小。则7、9之间的电路可能接触不良，形成断路。(2)由于30 ，Rx， 即，宜采用电流表内接法；通过多次测量求平均值或图象法可提高实验的精确度。2(1)0.398(0.3950.399)(2)甲(电流表外接，滑动变阻器分压器)(3)如下图(4)如下图44(4.34.7)(5)C(6)CD
