高考物理二轮复习 电学实验专题 伏安法测电阻讲义-人教版高三全册物理教案.doc

伏安法测电阻
【实验目的】
用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。
【实验原理】根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。
【实验器材】
被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。
【实验步骤】
A
V
R
Rx
E
S
1．用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。
2．按如图所示的原理电路图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导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值。
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，闭合电键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，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。
5．将测得的R、、d值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。
6．拆去实验线路，整理好实验器材。
【注意事项】
1．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。
2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、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导线的两端。
4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。

5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
1（12分）（1）在测定金属电阻率的实验中，用螺旋测微器测量一金属丝的直径，螺旋测微器的示数如图所示，该金属丝的直径为▲。
用欧姆表粗略测得该金属丝的电阻约为2，另外，实验室内还提供了下列器材供重新测定该金属丝的电阻使用：
A.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
B.电压表V（量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）
C.电流表A（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω）
D.滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2.0A）
E.开关S一个,导线若干
为获得尽可能高的实验精度，请你利用上述器材设计一个测定金属丝电阻的实验电路，并把实验原理图画在右侧的方框中。

Rx
A
V
解：0.700mm（2分）
实验原理图如右图示：电流表外接法（2分）
滑动变阻器为限流器（2分）
2(10分)在探究“决定导线电阻因素”的实验中，需要进行以下测量．
（1）用螺旋测微器测得导线的直径如图所示．其读数是▲mm.

▲▲▲
（2）欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为12Ω，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些．下列器材中电流表应选用的是（填选项代号，下同）▲，电压表应选用的是▲，滑动变阻器应选用的是▲．在下面的方框内画出应采用的电路图．
A．电池组E（6V，内阻很小）
B．电流表A1（0～3A，内阻0.0125Ω）
C．电流表A2（0～0.6A，内阻0.125Ω）
D．电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）
E．电压表V2（0～6V，内阻6kΩ）
F．滑动变阻器R1（0～5Ω，2A）
G．滑动变阻器R2（0～1000Ω，1A）
H．电键、导线

解：（1）0.700（4分）
（2）A2、V1、R1（3分）
（电路图3分）

0
0
40
10
3（15分）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，用米尺测量金属丝的长度l=0.810m．金属丝的电阻大约为4．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4.5V，内阻很小；
B．电流表A1：量程0~0.6A，内阻0.125；
C．电流表A2：量程0~3.0A，内阻0.025；
D．电压表V：量程0~3V，内阻3k；
E．滑动变阻器R1：最大阻值10；
F．滑动变阻器R2：最大阻值50；
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，在答案卷的方框中画出实验电路图．
V
A
Rx
R
S
E
（4）若据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx＝4.1，则这种金属材料的电阻率为