活动单-测定金属的电阻率.doc

江苏省白蒲高级中学2010届高三物理一轮复习活动单
实验七 测定金属的电阻率
知识点：测定金属的电阻率 螺旋测微器和游标卡尺的使用 多用电表的读数
学习目标：测定金属的电阻率Ⅱ级要求
预习活动：通过完成下列问题，回忆测定金属电阻率的相关知识点
例1、在使用万用表欧姆档测电阻时，下面叙述的规则不必要或不确切的是( )
(A)测每个电阻前，都必须调零
(B)测量中两手不要与两表笔金属触针接触
(C)被测电阻要和其它元件及电源断开
(D)测量完毕后选择开关应置于非欧姆挡
例2．（1）如图所示为用一个20分度的游标卡尺测某一工件的长度时的示数，则该工件的长度为 ＿ cm。

（2） 有一根粗细均匀的金属电阻线，用螺旋测微器测直径时，示数如图所示，读数为___ mm。
例3．“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是（ ）
A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路
B．用螺旋测微器在金属丝的三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出
D．实验中应保持金属丝的温度不变
例4、 用伏安法测电阻的主要步骤如下，其中错误的步骤是（ ）
(A)根据待测电阻的阻值，选择仪器和电路
(B)合上开关，然后连接实验电路
(C)不断增大滑动变阻器连入电路的电阻，记录几组电流强度和电压的值
(D)将记录的数据填入设计的表格内，计算待测电阻的值，并求其平均值
反思归纳: (1)螺旋测微器和游标卡尺的正确读数
（2），电路原理图

（3）测定金属丝电阻率的实验中的注意事项
1.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表的
2.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值的 位置。
（4）.实验误差的来源
系统误差：
偶然误差：
活动一：仪器的读数
1．用螺旋测微器测量一根电阻丝的直径，测量结果如图，其读数为___ __ mm。用游标为50分度的卡尺测量一工件的直径，测量结果如图所示，此工件的直径为________cm。
0
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2.一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米，游标上有10个小等分间隔，现用此卡尺来测量工件的直径，如图所示。该工件的直径为_____________毫米。

3．如图所示是学生实验用的多用表刻度盘，当选用量程为25V的电压档测量电压时，表针指于图示位置，则所测电压为_____V；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指于同一位置，则所测电阻的阻值为_______Ω；用多用表测电阻所运用的原理是___________________________________．

活动二：仪器的选取和实物图的连接
1．在"测定金属的电阻率"的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0. 810 m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
(1)从图中读出金属丝的直径为 mm.
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小；
B.电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0. 125Ω;
C．电流表A2：量程0～3. 0 A，内阻0. 025Ω;
D．电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ;
E.滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
F.滑动变阻器R2：最大阻值50Ω;
G．开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ，应该选用的滑动变阻器是 。
(3)根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．

(4)．若根据伏安法测出电阻丝的电阻为 Rx=4. 1Ω，　　　则这种金属材料的电阻率为 　　　 Ω·m.（保留二位有效数字）
2.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，若粗估计金属丝的电阻Rx约为3Ω，为减小误差。要求金属丝的发热功率P＜0.75W，备有的部分仪器有：
A．电池组（6V）
B.电流表：量程0～0.6 A，内阻0. 5Ω;
C．电流表：量程0～3. 0 A，内阻0. 01Ω;

D．电压表：量程0～3 V，内阻1 kΩ;
E．电压表：量程0～3 V，内阻1 kΩ;
F.滑动变阻器：最大阻值100Ω；额定电流1A
G..滑动变阻器：最大阻值20Ω; 额定电流1A
(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到 mm.用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到 mm
（2）上述器材中应选用的是 （用字母代替）
（3）画出实验电路图
（4）将各器材连成实验电路
活动三：实验创新设计
1.如图甲所示，有一铜棒，两端间的电阻R很小，数量级为10-1Ω;现用伏安法测定其电阻，为了便于导线的连接，用金属做了两个“箍”套在铜棒的两端，图乙中的A,B表示两个导电箍

⑴ 导电箍与铜棒之间存在接触电阻，接触电阻的数量级也为10-1Ω，与金属棒的电阻在同一数量级上，所以接触电阻对测量结果的影响不能忽略的，请用r表示导电箍与铜棒间的接触电阻，R表示铜棒自身电阻，根据图乙所示的实物连线图，在上右图的虚线框中画出这个实物连线的电路图
(2)用图乙所示的电路，得到铜棒电阻的测量值与其真实值相比，测量值明显偏大还是偏小
⑶按照图乙所示的接线方式，接触电阻使测量结果产生偏差的主要原因（ ）
A.电压表的示数与被测电阻上的电压表相差悬殊，而电流表的示数与通过被测电阻的电流表接近
B．电压表的示数与被测电阻上的电压表接近，而电流表的示数与通过被测电阻的电流表相差悬殊
（4）如果再做两个同样的导电箍C,D套在铜棒上，合理使用这四个导电箍A,B,C,D,另外再使用一把刻度尺，可以减少接触电阻对测量结果的影响，请在下图中将各个元件正确连线，仍用r表示导电箍与铜棒间接触电阻， R表示铜棒自身电阻，根据实物连线图，在右面的虚线框中画出这个实物连线图的电路图
（5）将下面的实验步骤补充完整
1．接好电路，调整滑动变阻器，使得电压表，电流表有合理的读数U,I
2．用刻度尺测量
3.铜棒的电阻测量值的表达式R测
4.测量多组数据，计算平均值。
活动四：学情反馈
1．有一根细而均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，如图所示，此样品长L约为3 cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量．现提供以下实验器材：
A.20等分刻度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(量程50 mA，内阻r1=100Ω）
D.电流表A2(量程100 mA，内阻r2大约为40Ω)
E.滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流2 A)
F.直流电源E(12 V，内阻很小）
G.导电材料样品R2（长L约为3 cm，电阻R2约为100Ω)
H.开关一只，导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
(1)用游标卡尺侧得该样品的长度如图甲所示，其示数L= ；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D= 。

(2)画出设计的实验电路图，并标明所选器材前的字母代号．
(3)用已知物理量和所测得物理量的符号表示样品的内径d，并写出推导过程

2.某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取材料相同，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 mm
（1） 该同学实验测量及相关计算得到如下数据

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，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系

（3）若导线的电阻率为5.1×10-7Ω.m,则表中阻值3.1Ω的导线长度l= m(结果保留两位有效数字
3.检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器可供使用的器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）
B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω
C．电流表A2，量程3A，内阻约0.12Ω
D．电压表V1，量程15V，内阻约15KΩ
E．电压表V2，量程3V，内阻约3KΩ
F．滑动变阻器R，全电阻约20Ω
G．直流电源E，电动势3V，内阻不计
H．游标卡尺
I．毫米刻度尺
J．电键S导线若干
（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表___________(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_________(填“V1”或“V2”)。

（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。电路原理图和对应的实物连接如图
（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。
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