1、实验十二 测定金属的电阻率本节目录基础理论储备经典例题展示创新实验评析知能优化演练目录基础理论储备实验目的1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法2会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率目录目录目录实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱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目录目录实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干实验步骤1用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值2
2、按如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.目录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，电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变阻器滑片的位置，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,断开电键S,求出导线电阻Rx的平均值.5整理仪器目录目录目录注意事项1为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,应该在连入电路之后在拉直的情况下进行.2本实验中被测金属丝的电阻值较小,故须采用电流表外接法.3电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大4电流
3、不宜太大(电流表用0 0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大拓展创新在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差目录1等效替换法连接电路如图所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时，若电流表中的电流示数相同，就表明RxR，即可测出Rx.2附加电阻法目录目录经典例题展示例1考点1 基本仪器的读数(1)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝的直径是_mm.(2)图乙用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表_A,目录表
4、针的示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A.图丙使用较小量程时，每小格表示_V，图中指针的示数为_V若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针指示的是_V.(3)旋钮式电阻箱如图丁所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_.今欲将接入电路的电阻改为2087，最简单的操作方法是_若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为_.目录【解析】(1)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.(2)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格
5、为0.02 A，指针的示数为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A.电压表使用3 V量程时,每小格表示0.1 V,指针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，指针示数为8.5 V.(3)电阻为1987.最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2,再将“100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999,用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻29999 19998.故两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为019998.目录【答案】(1)2.150(2)0.020.440.12.200.11.700.58.5(3)1987 将“1k”旋钮调
6、到2，再将“100”旋钮调到0019998 目录例2考点2实验原理、数据处理及误差分析(2012高考北京卷)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值).目录(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1)、电流表(内阻约0.1)、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020，额定电流2 A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：由以上实验数据可知，他们测量
7、Rx是采用图2中的_图(选填“甲”或“乙”)次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520目录目录(3)图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏目录(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值
8、Rx_(保留两位有效数字)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)A1102 mB1103 mC1106 m D1108 m(6)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项).目录A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【解析】(2)通过给定的数据发现电压接近从0开始，故必须采用滑动变阻器的分压式接法(3)对滑动变阻器的分压式接法，连
9、线时应使测量电路在开始时分到的电压为0.(4)图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点分居两侧目录(5)由Rl/S，S(d/2)2，取d4104 m、l0.5 m、R4.5，解出1106 m.(6)系统误差是由仪器的某些不完善或实验方法不够完善等原因产生的，其测量结果总是偏大或总是偏小；偶然误差具有随机性，可以通过多次测量取平均值来减小偶然误差【答案】(1)0.397(0.3950.399均正确)(2)甲(3)如图丙所示(4)如图丁所示 4.5(4.34.7均可)(5)C(6)CD目录丙目录丁目录创新实验评析【范例】碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜已知某碳膜电阻阻值约为10
10、，其结构如图所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下：A电流表(量程00.6 A，内阻约为0.2)B电流表(量程03 A，内阻约为0.03)C电压表(量程03 V，内阻约为30 k)D电压表(量程015 V，内阻约为150 k)E滑动变阻器(最大值为2)F滑动变阻器(最大值为20)G滑动变阻器(最大值为200)目录H学生电源(4 V)I螺旋测微器J游标卡尺实验主要步骤：(1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值电流表选_，电压表选_，滑动变阻器选_(填标号)(2)在虚框中画出电路图目录(3)若测得电阻值为R，该材料的电阻率为，则碳膜厚度的表达式为：d_(用R、D、L、表示)目录目录【名师点评】(1)本实验的创新之处在于改变实验单纯测电阻的现象，利用伏安法测电阻的原理,结合电阻定律测厚度.(2)对于一些外侧(或内侧)规则、内侧(或外侧)不规则的金属管状物，且厚度的测量常规仪器难以完成，可采用本实验的方法处理
