对“测定金属的电阻率”实验的教学改进

张生斌

1 问题的提出

“测定金属的电阻率”是高中物理的一个重要实验,但笔者经过多年的教学实践发现,做本实验过程中容易忽视的几个问题:

①金属丝电阻率较小,闭合开关S前,易忘记滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置,通过的电流会超过电流表的量程(电流表用0~0.6A量程)

②测量金属丝的有效长度带来的误差较大。

③金属丝电阻值较小,通过电流较大,时间长了,就使电阻丝发热,电阻率变化较大。

为了解决实验操作过程中的以上问题,尽量减小实验误差,提高实验的可操作性和准确性,笔者对实验进行了一些改进,介绍如下。

2 改进实验的方案

2.1 器材介绍

金属丝,电流表,电压表,定值电阻R0,螺旋测微器,米尺,直流电源,滑片,接线柱两个,导线若干,开关。

2.2 方法与步骤

(1)用螺旋测微器在被测金属导线上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)安装实验装置,把被测金属丝拉直后固定在接线柱a、b上,在金属上安一个小金属滑片c,如图1甲所示的原理电路图连接好实验电路,电路中R0是保护电阻(已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻,电压表的分流作用可以忽略不计)。

(3)电路检查无误后,闭合开关S,记录电流表的读数I0,改变滑片c的位置,分别测出长度L及所对应电压值U,多测几组数据,记入记录表格内,断开开关S。

(4)在坐标纸上建立一直角坐标系,纵坐标表示电压,横坐标表示滑片c所对应金属丝的长度L,对实验数据进行描点,用平滑曲线把各点的数据连起来,便得到U-L图像,如图1乙所示。

(5)将测得d、L、R的值代入电阻率公式: