《高考物理一轮复习考点全攻关》专题（56）实验八　测定金属的电阻率（原卷版）

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2021 年高考物理一轮复习考点全攻关
专题（56）实验八　测定金属的电阻率（原卷版）
双基过关：
基本实验要求
1．实验原理如图所示
由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度
l 、横截面积 S和金属丝的电阻 R，即可求出金属丝的电阻率
ρ.
2．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(0～50 Ω)，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)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＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率．
基本实验方法
1．数据处理
(1)在求 Rx的平均值时可用两种方法
①用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值．
②用U－I图线的斜率求出．
(2)计算电阻率
将记录的数据 Rx、l、d的值代入电阻率计算公式 ρ＝Rx＝.
1
2．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．
3．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、被测金属丝、滑动变阻器连成主干
线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端．
(3)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被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
间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，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)闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置．
(6)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用 0～0.6 A 量程)，通电时间不宜过长，
以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．
(7)若采用图象法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地通
过较多的点，其余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.
命题热点一：教材原型实验
【例 1】　某兴趣小组测定某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率，如图甲所示．
(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为 d，这种物质表面镀了一层绝缘介质，其厚度不计，用游标卡尺测
出带的宽度L、内径 D1、外径 D2(d≪D2－D1)．其中宽度L的读数如图乙所示，则宽度L＝________ mm.
(2)然后用伏安法测这根带的电阻，在带的两端引出两个接线柱，先用欧姆表粗测其电阻约为500 Ω，再将
其接入测量电路．在实验室里他们找到了以下实验器材：
A．电源 E(电动势为4 V，内阻约为0.5 Ω) B．电压表 V(量程为 15 V，内阻约为5 000 Ω)
C．电流表 A1(量程为 300 mA，内阻约为2 Ω) D．电流表 A2(量程为 250 mA，内阻为 2 Ω)
2
E．滑动变阻器 R1(总阻值为 10 Ω) F．滑动变阻器 R2(总阻值为 100 Ω)
G．定值电阻 R0＝10 Ω H．开关和导线若干
① 要更好地调节和较为精确地测定其电阻，则以上不必要的器材有________(填器材前面的序号)；
② 在方框内画出实验电路图；
③若测出的电阻为 R，则其电阻率为 ρ＝________(用d、D1、D2、L、R表示)．
命题热点二：测定液体的电阻率
例2　某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率，以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电
阻率的达标值为 ρ≥200 Ω·m)．图为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻
极小)，其余四面由绝缘材料制成，容器内部长 a＝40 cm，宽b＝20 cm，高 c＝10 cm.他将水样注满容器后
设计实验进行测量．
(1)他用实验室中的下列器材来精确测量所取水样的电阻：
A．电流表(量程 5 mA，电阻 RA＝800 Ω)
B．电压表(量程 15 V，电阻 RV约为10.0 kΩ)
C．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流 1 A)
D．电源(12 V，内阻约10 Ω)
E．开关一只、导线若干
请用笔画线代替导线帮他在图中完成电路连接；
3
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