研究导体电阻影响因素的定量关系

实验目的

探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系。

实验原理

用伏安法测电阻 R = U/I。电阻定律指出，同种材料的导体，电阻 R 与长度 L 成正比，与横截面积 S 成反比，即 R = ρL/S，ρ 为电阻率，与材料和温度有关。

实验器材

• 不同长度、粗细、材料的金属丝
• 直流电源
• 电流表
• 电压表
• 滑动变阻器
• 开关
• 螺旋测微器和刻度尺

实验步骤

1. 用螺旋测微器测金属丝直径，用刻度尺测接入电路的长度
2. 连接伏安法测电阻电路
3. 保持材料和横截面积不变，改变长度，测对应电阻
4. 保持材料和长度不变，改变横截面积，测对应电阻
5. 保持长度和横截面积不变，换用不同材料，测电阻
6. 分析数据，总结电阻与各因素的关系

实验现象与结论

材料和横截面积相同时，电阻与长度成正比；材料和长度相同时，电阻与横截面积成反比；长度和横截面积相同时，不同材料的电阻不同。结论：R = ρL/S。

注意事项

• 通电时间要短，电流不宜过大，避免金属丝发热使电阻变化
• 测量直径时在不同位置多测几次取平均值
• 闭合开关前滑动变阻器置于安全位置

常见问题

为什么通电时间不能太长？

金属丝发热后温度升高，电阻率改变，会使测量结果产生误差。

电阻率与哪些因素有关？

电阻率与材料有关，也随温度变化，与导体的长度和粗细无关。