高二物理導(dǎo)體的電阻(編輯修改稿)
2024-12-18 19:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 未露出時(shí)為 0)＋ mm 可動(dòng)刻度上對齊的格數(shù) (估數(shù) )． ② 測定金屬的電阻率 A ．用直尺測量金屬絲的長度 l . B ．用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，在不同位置，測量三次，取平均值，并算出金屬絲的橫截面積 S. C ．把金屬絲接入電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，測得三組 U 、 I 數(shù) 據(jù)，分別求出每組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的電阻值 RR R3，取平均值 R ＝R1＋ R2＋ R33作為金屬絲的電阻． D ．用公式 ρ ＝RSl求得該金屬絲的電阻率． ? (4)注意事項(xiàng) ? ① 為了方便 ， 應(yīng)在金屬導(dǎo)線連入電路前測導(dǎo)線直徑 ， 為了準(zhǔn)確 ， 應(yīng)測量拉直懸空的連入電路的導(dǎo)線的有效長度 ， 且各測量三次 ， 取平均值 ． ? ② 測量電路應(yīng)選用電流表外接法 ， 且測電阻時(shí) ， 電流不宜過大 ， 通電時(shí)間不宜太長 ． ? ③ 為準(zhǔn)確求出 R的平均值 ， 應(yīng)多測幾組 U、 I數(shù)值 ， 然后采用 U－ I圖象法求出電阻 ． ? 在 “ 測定金屬的電阻率 ” 的實(shí)驗(yàn)中 ， 被測金屬絲的電阻大約為 6 出金屬絲的長度 l；接著用螺旋測微器測量金屬絲直徑 d， 再用伏安法測出金屬絲兩端的電壓 U和通過金屬絲的電流 I， 計(jì)算出它的電阻 ， 最后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率 ． ? 在用伏安法測定金屬絲的電阻時(shí) ， 除被測的電阻絲外 ， 還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材： ? 直流電源 E：電動(dòng)勢約 V， 內(nèi)阻很??； ? 電流表 A1：量程 0～ A， 內(nèi)阻為 Ω； ? 電流表 A2：量程 0～ A， 內(nèi)阻為 Ω； ? 電壓表 V1：量程 0～ 3 V， 內(nèi)阻為 3 kΩ； ? 電壓表 V2：量程 0～ 15 V， 內(nèi)阻為 15 kΩ； ? 滑動(dòng)變阻器 R1：最大阻值 10 Ω， 允許通過的最大電流為 A； ? 滑動(dòng)變阻器 R2：最大阻值 20 Ω， 允許通過的最大電流為 A；開關(guān) 、 導(dǎo)線等 ． ? 要求有較高的測量精度 ， 并能測得多組數(shù)據(jù) ． ? (1)在可供選擇的器材中 ， 應(yīng)該選用的電流表是 ________ ， 應(yīng) 選 用 的 電 壓 表 是________， 應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是________． ? (2)根據(jù)所選的器材 ， 在如右圖所示虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 ． ? (3)寫出用測得的物理量表示的計(jì)算電阻率的表達(dá)式 (用字母表示 )： ρ＝ ________. ? 解析： (1)由實(shí)驗(yàn)器材中知電源電動(dòng)勢約為 V，實(shí)驗(yàn)用的金屬絲電阻一般較小，干路中的最大電流大約只有零點(diǎn)幾安，故電流表選 A1，電壓表選 V1，滑動(dòng)變阻器 R1的最大電流 A太小，影響測量的范圍，所以滑動(dòng)變阻器選 R2. ? (2)待測電阻較小，電流表采用外接法，電路圖如圖所示： ( 3) 由 R ＝UI及 R ＝ ρlS，又 S ＝ π??????d22＝π d24得 ρ ＝RSl＝UIπ d24l ＝U π d24 Il. 答案： ( 1) A 1 V 1 R 2 ( 2) 見解析 ( 3) U π d24 Il 1. 如圖是一個(gè)長方體形的導(dǎo)體，當(dāng)按圖示的 I 1 和 I 2 方向分別通入電流時(shí)，在公式 R ＝ ρlS中 l 、 S 的取值一樣嗎？分別為多少？ 提示： 不一樣．公式 R ＝ ρlS中， l 為導(dǎo)體的長度即沿電流方向?qū)w的長度． S 為導(dǎo)體的橫截面積，即為垂直電流方向的橫截面積．當(dāng)沿 I 1 方向通入電流時(shí)， l ＝ a ， S ＝ bc ；當(dāng)沿 I 2 方向通入電流時(shí)， l ＝ c ， S ＝ ab . ? 2． 導(dǎo)體電阻的微觀解釋 ？ ? 提示： 導(dǎo)體內(nèi)除了有大量能自由移動(dòng)的電子外 ， 還有不能自由移動(dòng)的其他粒子 ，當(dāng)導(dǎo)體建立起電場后 ， 自由電子在靜電力的作用下發(fā)生定向移動(dòng) ， 形成電流 ， 例如金屬導(dǎo)體 ， 其電流是由于自由電子的定向移動(dòng)形成的 ． 按理說 ， 這些自由移動(dòng)的電子應(yīng)做加速運(yùn)動(dòng) ， 速度越來越快 ， 但是自由電子在移動(dòng)過程中 ， 不可避免的要與金屬正離子發(fā)生碰撞 ， 這一碰撞使電子的定向移動(dòng)速率減慢 ， 而使金屬正離子的熱振動(dòng)加劇 ， 從而使電勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 (即所謂的電流的熱效應(yīng) )， 這種碰撞阻礙了自由電子的定向移動(dòng) ， 電阻就是表示這種阻礙作用的物理量 ． ? 3． 螺旋測微器的讀數(shù)原理 ？ ? 提示： 固定刻度上的最小刻度為 mm；可動(dòng)刻度每旋轉(zhuǎn)一圈前進(jìn) (或后退 ) mm.在可動(dòng)刻度的一周上平均刻有 50條刻線 ，所以相鄰兩
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