對“測定金屬的電阻率”實驗的教學改進

張生斌

1 問題的提出

“測定金屬的電阻率”是高中物理的一個重要實驗,但筆者經過多年的教學實踐發(fā)現,做本實驗過程中容易忽視的幾個問題:

①金屬絲電阻率較小,閉合開關S前,易忘記滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置,通過的電流會超過電流表的量程(電流表用0~0.6A量程)

②測量金屬絲的有效長度帶來的誤差較大。

③金屬絲電阻值較小,通過電流較大,時間長了,就使電阻絲發(fā)熱,電阻率變化較大。

為了解決實驗操作過程中的以上問題,盡量減小實驗誤差,提高實驗的可操作性和準確性,筆者對實驗進行了一些改進,介紹如下。

2 改進實驗的方案

2.1 器材介紹

金屬絲,電流表,電壓表,定值電阻R0,螺旋測微器,米尺,直流電源,滑片,接線柱兩個,導線若干,開關。

2.2 方法與步驟

(1)用螺旋測微器在被測金屬導線上三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d,計算出導線的橫截面積S。

(2)安裝實驗裝置,把被測金屬絲拉直后固定在接線柱a、b上,在金屬上安一個小金屬滑片c,如圖1甲所示的原理電路圖連接好實驗電路,電路中R0是保護電阻(已知電壓表的內阻遠大于金屬絲的電阻,電壓表的分流作用可以忽略不計)。

(3)電路檢查無誤后,閉合開關S,記錄電流表的讀數I0,改變滑片c的位置,分別測出長度L及所對應電壓值U,多測幾組數據,記入記錄表格內,斷開開關S。

(4)在坐標紙上建立一直角坐標系,縱坐標表示電壓,橫坐標表示滑片c所對應金屬絲的長度L,對實驗數據進行描點,用平滑曲線把各點的數據連起來,便得到U-L圖像,如圖1乙所示。

(5)將測得d、L、R的值代入電阻率公式: