高中物理實驗設(shè)計_金屬電阻率的測量

1、學習必備歡迎下載高中物理實驗設(shè)計測定金屬的電阻率摘要由電阻定律RL可得RS，則只要測出金屬導(dǎo)線長度 L，橫截面積SLS 由導(dǎo)線直徑 d 算出，再用伏安法測出金屬絲的電阻R，就可以算出導(dǎo)線的電阻率 .用伏安法間接測定某種金屬導(dǎo)體的電阻率、 練習使用螺旋測微器。 具體內(nèi)容見下文。首先，本實驗的原理是，根據(jù)電阻定律RL（1）S可得RS，（2）L則只要測出金屬導(dǎo)線長度L 和導(dǎo)線直徑 d，算出橫截面積 S（由導(dǎo)線直徑 d 算出），再用伏安法測出金屬絲的電阻R，就可以算出導(dǎo)線的電阻率。由此得到實驗原理圖如右圖示：根據(jù)實驗原理圖可以用到的儀器有 : 待測金屬電阻絲、學生電源（ 4V）、安培表（ 0-0.6A

2、 ）、伏特表（ 0-3V）、滑動變阻器（ 50）、刻度尺、螺旋測微器、導(dǎo)線若干和電鍵等。本實驗的關(guān)鍵就是要清楚伏安法測電阻的原理，由于實驗中用的電阻絲電阻較小， 所以本實驗采用安培表外接法。 這一點可以讓同學討論，也可以給電路讓學生選擇。 實驗中為減小偶然誤差， 應(yīng)測量多次取平均值，實驗中用滑動變阻器改變導(dǎo)線中的電流和兩端的電壓。 可引導(dǎo)學生討論滑動變阻器兩種接法的特點（滑動變阻器量程選用 50）。由于金屬的電阻率與溫度有關(guān)，本實驗為防止電阻絲的溫度升高， 實驗中電流不宜過大， 所以安培表量程選用 0.6A ，相應(yīng)伏特表量程選 3V。準備工作完成后即可開始測量，首先對導(dǎo)線直徑和長度進行測量。測

3、量導(dǎo)線直徑用到螺旋測微器。 螺旋測微器又叫千分尺， 用它測量長度可以精確到 0.01mm 。它的刻度由兩部分組成 , 固定刻度最小分度為 1mm, 上有半毫米線 , 可動刻度做在套筒上 , 一周為 50 等份 . 可動刻度旋轉(zhuǎn) 2 周 , 在固定刻度上前進或后退 1mm ,因此 , 可動刻度上每一小格表示 0.01mm 。測量讀數(shù)時 , 可先在固定刻度上讀取毫米數(shù) ; 然后再在可動刻度上讀小格數(shù) ( 如果看到固定刻度上毫米線中間的半毫米線 , 說明已是第二圈 , 應(yīng)加上 50 小格 ), 所測長度是可動刻度上讀得的小格數(shù)乘 0.01mm再加固定刻度上讀得的毫米數(shù)。學習必備歡迎下載測直徑時，可以

4、在導(dǎo)線上選三處， 在每一處兩個相互垂直的方向分別測量一次，共得六個數(shù)據(jù)，取平均值即為導(dǎo)線直徑。導(dǎo)線長度測量要注意測導(dǎo)線接入電路得有效長度。測量所得得到的實驗數(shù)據(jù)填寫到相應(yīng)表中， 實驗數(shù)據(jù)的記錄表格設(shè)計， 是培養(yǎng)學生收集數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理能力的一個很好的途徑。 可以引導(dǎo)學生進行設(shè)計，也可以讓學生先自行設(shè)計，然后進行評價。 對學生的設(shè)計不要過于追求完美， 要多作鼓勵。即使學生分兩張表格也可以。下表僅供參考使用：截面直徑 導(dǎo)線長度電壓電流電阻電阻率d(mm)L(m)U(V)I(A)R( ) (Q·m)123平均值本實驗還可以要求學生進行誤差分析， 以培養(yǎng)學生的精確測量意識和誤差必然存在的思

5、想，從而對實驗和實驗結(jié)果有正確的認識。本實驗的誤差主要來源于： 直徑測量、長度的測量、測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響，通電電流大小、時間長短，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之的變化。由于實驗采用電流表外接法，所以R測<R真，由RS，所以 <真 。L至此，整個實驗就基本結(jié)束了，這個過程中，都是以學生為主，從學生的角度出發(fā)，可以使學生學會用伏安法間接測定某種金屬導(dǎo)體的電阻率、練習使用螺旋測微器，培養(yǎng)了他們對實際問題進行分析的能力和對實驗的安全可行、測量精確、操作方便等方面考慮的能力以及對實驗和實驗結(jié)果有正確的認識。<測定金屬的電阻率制定>計劃設(shè)計實驗方案一、實驗?zāi)康?.

6、 練習使用螺旋測微器。2. 練習用伏安法測電阻。3. 測定金屬的電阻率。二、實驗原理1.用刻度尺測一段金屬絲的長度，用螺旋測微器測絲的直徑，計算出金屬導(dǎo)線的橫截面學習必備歡迎下載積。2.把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲電阻,電路原理如圖所示。3.根據(jù)電阻定律，得出金屬絲的電阻率。三、實驗器材金屬絲、 螺旋測微器、 刻度尺、電壓表、電流表、直流電壓、四、【實驗步驟 】滑動變阻器、 電鍵、 導(dǎo)線。1.用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.2.按電路圖連接電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使其接入電路中的阻值最大.3.用毫米刻度尺測量接入電路中和被測金屬導(dǎo)線的有效長度，

7、反復(fù)測量三次，求出其平均值 .4.電路經(jīng)檢測查確認無誤后， 閉合電鍵電壓表的示數(shù) I 和 U 的值，記入記錄表格,改變變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、.斷開電鍵，求出導(dǎo)線電阻R 的平均值 .5.將測得的R、 d 的，代入公式中，計算金屬導(dǎo)線的電阻率.6.拆除電路，整理實驗器材.【實驗數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理】123平均值直徑 d (m)長度 （ m）電流 I（A）電壓 U（V）電阻 R（）電阻率（ ·m）學習必備歡迎下載【誤差分析】1. 直徑和長度測量的誤差：直徑和長度測量的誤差是偶然誤差，應(yīng)通過多次測量取平均值的方法減小。2. 測量電路中電壓表、電流表的接法對金屬絲電阻測量有影響：此誤差是系統(tǒng)誤差，為了減少誤差應(yīng)采用電流表外接法，這樣，由可知：。3.