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实验十 导体电阻率的测量
目标要求 1.熟悉“金属丝电阻率的测量”的基本原理及注意事项.2.掌握测电阻率的电路
图及误差分析．
实验技能储备
1．实验原理(如图所示)
由R＝ρ得ρ＝＝，因此，只要测出金属丝的________、________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，__________________，毫米刻度尺．
3．实验过程
(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，反复测量多次，求出其平均值l.
(4)把滑动变阻器的滑片调到最________(填“左”或“右”)端．
(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R、l、d值，代入公式ρ＝中，计算出金属丝的电阻率．
4．求R的平均值时可用两种方法
(1)用R＝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．
5．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________法．
(2)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，反复测量多次，求其平均值．
(3)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．(4)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．
(5)若采用图像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
要尽可能地通过较多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点
应舍去．
6．误差分析
(1)金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差．
(2)测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以 R <R ，由R＝
测 真
ρ，知ρ <ρ
测 真．
(3)通电电流过大、时间过长，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差．
考点一 教材原型实验
例1 在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路
部分的长度约为50 cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为
__________ mm.(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻R，实验所用器材为：电池组(电动势为3 V，内阻约为1 Ω)、
x
电流表(内阻约为0.1 Ω)、电压表(内阻约为3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流为2
A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数
据如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
由以上实验数据可知，他们测量R 是采用图中的________(选填“乙”或“丙”)图．
x
(3)图丁是测量R 的实物图，图丁中已连接了部分导线．请根据(2)中所选的电路图，补充完
x整图中实物间的连线．
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图戊所示，图中已标出了与测量数据对
应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由
图线得到金属丝的阻值R＝________ Ω.(保留两位有效数字)
x
(5)根据以上数据可以算出金属丝电阻率约为________(填选项前的字母)．
A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m
C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准．下列关于误差的说法中正确
的是________(填选项前的字母)．
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
例2 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：
(1)螺旋测微器如图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之
间，先旋转________，当测微螺杆刚好接触电阻丝时，再旋动________(均选填“A”“B”
或“C”)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．
(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电
阻丝的直径．
(3)如图甲中R 为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入如图乙所示实物电
x路中的正确位置．
(4)为测量R，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U 和电流I 的值，作出
x 1 1
的U －I 关系图像如图丙所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U 和电流
1 1 2
I 的值，数据见下表：
2
U/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55
2
I/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
2
请根据表中的数据，在图丙中作出U－I 图像．
2 2
(5)由此，可求得电阻丝的R＝________ Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．
x
考点二 探索创新实验
例3 (2022·浙江1月选考·18)小明同学根据图(a)的电路连接器材来“探究导体电阻与其影
响因素的定量关系”．实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值，
使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数 U，从而得到多个的值，作出－l图
像，如图(b)中图线a所示．(1)在实验中使用的是____________(选填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑动变阻器．
(2)在某次测量时，电压表的指针位置如图(c)所示，量程为3 V，则读数U＝________ V.
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10－8 m2，则合金丝甲的电阻率为________ Ω·m(结果保
留2位有效数字)．
(4)图(b)中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方
法获得的－l图像，由图可知合金丝甲的横截面积________(选填“大于”、“等于”或“小
于”)合金丝乙的横截面积．
例4 某物理实验兴趣小组测定自制盐水的电阻率，在一无盖的长方体玻璃槽中装入一定
量的盐水，玻璃槽内腔的长度为40.10 cm，宽度为4.52 cm.
(1)某次实验过程中，在槽中倒入适量的盐水，用多用电表的电阻挡粗测玻璃槽中盐水的电
阻，选择开关置于“×100”挡，发现指针如图甲所示，为较准确地测得玻璃槽中盐水的电
阻，该同学接着需要做的实验步骤是换选________________(选填“×10”或“×1 k”)挡．(2)为了准确测量电阻，准备了以下实验器材：
A．电动势为3 V的电源，内阻约为0.5 Ω；
B．最大阻值为5 Ω的滑动变阻器；
C．最大测量值为3 V的电压表，内阻约为3 kΩ；
D．最大测量值为15 V的电压表，内阻约为5 kΩ；
E．最大测量值为15 mA的电流表，内阻约为1 Ω；
F．最大测量值为0.6 A的电流表，内阻约为0.5 Ω.
实验中要求尽量减小系统误差，应保证电表在测量时其最大读数超过量程的，则电压表应选
择______，电流表应选择________(均填器材前的选项字母)．请用笔画线代替导线，完成图
乙中的连线．
(3)准确连线后，测出玻璃槽中盐水的高度为H，电压表示数为U，电流表示数为I，改变玻
璃槽中的盐水高度，测出如下表所示的5组数据，分析数据后，试通过－图线来求电阻率．
图丙中已经描出了各点，请作出图线，求得盐水的电阻率为 ρ＝________ Ω·m.(结果保留2
位有效数字)
次数 水面高H(cm) 电压U(V) 电流I(mA)
1 2.53 2.88 8.7
2 3.00 2.65 9.5
3 3.51 2.63 9.8
4 4.00 2.35 10.9
5 4.50 2.52 13.1
