自来水电阻的测定_电阻率论文

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开展研究性学习是当前中学教学中的一个很重要的内容。这项活动能培养学生独立思考的习惯,激发学生创新意识。我们对现中学物理教材中“自来水电阻率的测定”课题进行了研究,目的在于对学生开展活动有一定的指导和参考价值。

要想测电阻率,由电阻公式R=ρ(L/S)可知,只要测出R、L、S即可求出。我们可以用测量固体电阻的方法来测量,主要方法有两种:直接测量法和实验间接测量法。

一、直接测量法

把自来水盛在长玻璃管中,两端用橡皮塞堵住、并插入针或硬导线。用万用表直接测出不同长度水柱的电阻;用米尺测出水柱实际长度L;用游标卡尺测出玻璃管内径,通过S=πr[2]算出S的大小。即可求出ρ值的大小。

实验条件:室温20℃左右。

测量数据与结果:

测量数据:d(cm)3.168 3.201 3.110

表1 不同长度的电阻和电阻率

二、间接测量法(实验法)

电阻的测量也可以通过伏安法电路求出。由于自来水电阻值很大,所以电路采用内接法。电阻大电流小,在电路中测电流时应采用毫安表,根据伏特表和毫安表的几组数据,由欧姆定律R=U/I可以求出R即由ρ=R·S/L求出电阻率。

实验方法:

实验条件在室温20℃左右L=86.00、r=1.580cm、S=7.84cm[2]

仪器选择:玻璃管、自来水、毫安表、伏特表、学生电源、导线。

实验步骤:

1.用伏安法(内接法)如图2接好电路。

2.自来水电阻值很大,电流很小所以采用毫安表。

3.读出不同电压值下的电流。

4.由欧姆定律R=U/I求出水柱的电阻(表2)。

5.由电阻定律R=ρ(L/S)求出电阻率。

通过直接测量法与实验间接测法对自来水电阻率进行测量研究可以看出平均值是67.79(Ω、m)。由于目前还没有查到确切的水电阻率值,故没做误差方面讨论。上述测量值可做参考。再者由实验可知电阻率随温度的升高而减小。

除上述之外,我们还对金属管、橡胶管,进行了装水测试,研究其实验条件是否对实验结果有影响,影响多大。研究过程与数据在此不做介绍,总的来说,用金属管盛水做实验对测量有影响,示数不稳定,用像胶管、玻璃管来做对水的测量无影响。从测量结果看,水的电阻率介于导体与绝缘体之间。

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