第七章实验七测定金属的电阻率.ppt

一、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．学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率．
二、实验原理
1．伏安法测电阻
(1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原(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，闭合开关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，记入表格内，断开开关S.
(5)拆去实验线路，整理好实验器材．
2．数据处理
测量数据填入下表中：
实验
次数
长度L/cm
平均
长度L/cm
直径d/mm
平均
直径d/mm
横截面积S/mm2
1
2
3
(1)金属丝的长度L＝________ cm＝________ m.
(2)金属丝的横截面积S＝________mm2＝____________m2.
(3)金属丝的电阻R＝________Ω.
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
R/Ω
1
2
3
(4)金属丝材料的电阻率ρ＝ ＝________Ω·m.
五、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．开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大．
4．电流不宜太大(电流表用0～ 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．
5．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、
开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，
然后再把电压表并联在待测金属丝的两端．
六、误差分析
1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一．
2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小．
3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差．
4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．
(2009·广东高考)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝米尺、电阻箱、开关和导线等．
(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图(图实－7－3甲所示)．
图实－7－3
(2)实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，________，合上开关，重复②的操作．
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度 关系的数据，并据此绘出了图实－7－5乙所示的关系图线，其斜率为__________A－1·m－1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了 ________的电阻之和．
(4) mm，图实
－7－5乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面
积的乘积代表的物理量是________________，其数值
和单位为________(保留三位有效数字)．
[解析]　(3)k＝ A－1·m－1＝ A－1·m－＝0时纵轴截距与电动势的乘积是 ，表示此时电路中的总电阻．
(4)d＝ mm×＝ mm.
由闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋r＋RA)，又有R＝ρ ，联立得 ，可知斜率为 ，所以三者之积为电阻率ρ，其值ρ＝×10－7 Ω·m.
[答案]　(1)如图实－7－4所示
图实－7－4
(2)改变金属丝上金属夹的位置
(3)～　金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱、电流表)
(4)～ mm　金属丝的电阻率　×10－7～×10－6 Ω·m
(2010·江门模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用