实验八 测定金属丝的电阻率
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．掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法。 3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。 二、实验原理
U
1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻，Rx＝I，因为金属丝的电阻为小电阻，所以采用电流表外接法。实验电路图如图所示。
2．用
毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度l，用
螺旋测
πd2
微器测得金属丝的直径d，算出横截面积S＝。
4
3．根据电阻定律R＝三、实验器材
被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。
四、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，πd2
求出其平均值d，计算出横截面积S＝。
4
2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，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3次，求出其平均l
ρS，得金属丝电阻率ρ＝
πd2U
。 4lI
值l。
3．按实验电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路，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。
4．电路经检查确认无误后，闭合开关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，断开开关S，求出导线电阻R的平均值。
测量时通过金属丝的电流应控制在1.00 A以下，本实验中电流表量程为0～0.6 A，每次通电时间应尽量短(以能读取电表数据为准)，读数完毕立即断开开关S，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U和电流I的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。完成表格。
5．拆除实验线路，整理好实验器材 五、数据处理 1．求Rx
U
(1)计算法：用Rx＝I分别算出各次的数值，再取平均值。 (2)图象法：画出U-I图象，U-I图象的斜率等于Rx。
2．计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算Sπd2U
式ρ＝Rxl＝。
4lI
六、误差分析 1．系统误差
(1)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。
(2)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。
2．偶然误差
(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的，直径的测量是产生误差的主要来源之一。
(2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。
七、注意事项
1．本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。
2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、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丝的两端。
3．测量被测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值。
4．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。 5．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在电阻值最大的位置。
6．求R的平均值时若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地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。
考点1 基础实验
[例1] (2017·常州模考)某同学要测量一根均匀电阻丝的电阻率。他在电阻丝两端分别接了接线柱a、b，并将电阻丝固定在米尺上，米尺的中间设置了一个可沿电阻丝滑动的触头c，c的上端为接线柱，
【物理】2019届一轮复习人教版实验八测定金属丝的电阻率学案
