测量电阻丝材料电阻率实验设计与分析.pdfVIP

题3：小明利用的器材测量某种电阻丝材料的电阻率

用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端

定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接柱

c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻接触

点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选的器

材还有：

电池组E(电动势为3.0V，内阻约1Ω)；电

流表A(量程0～100mA，内阻约5Ω)；电

1

流表A(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)；电

2

阻箱R(0～999.9Ω);开关、导线若干。

小明的实验操作步骤如下：

A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别

测量电阻丝的直径；

B.根据所的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验

电路；

C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；D

．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的

电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路

的电阻丝长度L；

E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路

中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电

阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。

F.断开开关。

(1)某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所

示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d＝mm；

(2)实验中电流表应选择(选填“A”或“A”)；

12

(3)用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电

阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在

R轴的截距为R，在L轴的截距为L，再结合测出的电阻丝直径

00

d，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ＝(用给定的

量符号和已知常数表示)。

(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电

流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有

影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。(不要求写出分析的

过程，只回答出分析结果即可)

解析：(1)根据螺旋测微器读数规则，该电阻丝直径的测量值

d＝0.5mm＋0.230mm＝0.730mm；

(2)由于电阻丝的电阻约为20Ω，电池组E的电动势为3.0V，电

路中电流小于0.15A，所以实验中电流表应选择A1。

πd2

(3)由电阻丝接入电路部分电阻R′＝ρL/S，S＝4，根据闭合

电路欧姆定律，E＝I(R＋R′＋r)，联立解得：R＝E/I－r－

4ρ4ρR0

L，对照R-L关系图线，可得＝，可求出这种电阻丝材

πd2πd2L0

2

πdR0

料的电阻率ρ＝4L0。

(4)由于电流表内阻的存在不影响图线斜率，所以对电阻率的

测量结果不会产生影响。

2

πdR0

：(1)0.730(2)A1(3)4L0(4)不产生影响