专题--测定金属的电阻率

1、测定金属的电阻率一、实验目的1 掌握螺旋测微器的原理及读数方法.2 .掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.3 会用伏安法测电阻的方法测定金属的电阻率.二、实验原理把电阻丝连入如图所示的电路，用电压表测其两端电压，用电流表测电流，根据RX=U/I计算金属丝的电阻 RX，然后用米尺测量金属丝的有效长度 L,用螺旋测微器测量金属丝的 直径d,计算出金属丝的横截面积 S,根据电阻定律计算出电阻率会推导相应的表达式三、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导 线、金属电阻丝.四、实验步骤1.测直径：用螺旋测微器在导线的三个不冋

2、位置上各测一次，取直径0d的平均值.2 .测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测§*114*量接入电路的金属丝长度 L （即有效长度），反复测量三次，求出L 的pX平均值.Cr3 .连电路：按照如图所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻口-口 石右（7 口 右片、中 7 曰 r .1器的阻值调至最大.4 测电阻：电路经检查无误后，闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记录在表格内，断开开关S,求出电阻R的平均值.5. 算电阻率：将测得的 R、L、d的值代入电阻率计算公式p =中，计算出金属丝的电阻率.或利用 U-I

3、图线的斜率求出电阻 R,代入公式p =RS/L，计算电阻率.6 .整理：拆去实验线路，整理好实验器材.五、注意事项1金属丝的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量.2 .用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，再取平均值.3 .接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而 温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差.4 .要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表 的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差.5 .伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不同情况，根据所

4、给器材对电流表 的内接还是外接做出正确选择.六、误差分析1. 金属丝直径、长度的测量带来误差.2 .测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测vR真，由p =RS/L可知 p 测Vp真.3 .通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差.七、实验创新在此实验中，由于电压表、电流表内阻的影响，从而使金属丝电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差.1 等效替换法连接电路如图所示，R'为电阻箱，R为待测电阻，通过调节电阻箱 R ,使单刀双掷开关R=R',即可测出尽.(此方法S分别接a和b时，若电流表中的电流示数

5、相同，就表明 可以在没有电压表的情况下顺利进行)2附加电阻法连接电路如图所示，F0为一阻值较大的固定电阻，FX为待测电阻.(1) 断开S2，闭合Si调节变阻器R,使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数11、U1.(2) 保持变阻器阻值 R不变，再闭合记下两表的读数 丨2、U2. Ui U2(3) 待测电阻 Rx -Il I 2八、实验目的的改变部分考题已由“测量金属电阻率”的实验发生了拓展变化，要求考生能测出诸如导线 长度或者导体横截面积等物理量。长度为L,欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量现提供以下实验器材：A. 螺旋测微器B. 电流表 A1 （量程50mA内阻r1=100

6、 Q）C. 电流表 A2 （量程100mA内阻r2约为40 Q）D. 滑动变阻器 R1 （0 - 10Q，额定电流2A）E. 直流电源 E （12V,内阻很小）F. 上述导电材料 R2 （长L约为5cm,电阻约为100 Q）G开关一只，导线若干请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案 用螺旋测微器测得该样品的外径如图2所示，其示数 D=mm 在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材. 用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d=.2. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻. 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的

7、示数如图（a）和如图 （b）所示，长度为cm,直径为mm佃）（b）（c）按如图（C）连接电路后，实验操作如下：（a）将滑动变阻器 R1的阻值置于最处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1,闭合S1，调节R1,使电流表示数为I ；（b）将电阻箱R2的阻值调至最（填“大”或“小”），S2拨向接点2鳥保持R1不变，调节R2,使电流表示数仍为I，此时R2阻值为1280 Q;由此可知，圆柱体的电阻为Q3.实验室购买了一根标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测其实际长度，该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为 1.7 X 10 - 8Q ? m再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻

8、Rx,从而确定导线的实际长度.可供使用的器材有：电流表：量程 0.6A，内阻约0.2 Q;电压表：量程 3V,内阻约9kQ;滑动变阻器R1：最大阻值5Q;滑动变阻器R2：最大阻值20Q;定值电阻：R0=3Q;电源：电动势6V,内阻可不计；开关、导线若干.（1）实验中，滑动变阻器应选 （填“ R1”或“ R2”），闭合开关 S前应将滑片移至端（填“ a”或“ b”）（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接.（3） 调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为 V（4） 导线实际长度为 m （保留2位有效数字）.4在做测定金属的电阻率

9、的实验时，需要对金属丝的电阻进行测量，已知金属丝的电 阻值Rx约为20Q. 位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻 Rx两端的电压变化范围尽可能的大.他可选用的器材有： 电源E:电动势为 8V,内阻为1.0 Q;电流表A :量程0.6A，内阻约为0.50 Q; 电压表V:量程10V,内阻约为10k Q;滑动变阻器R:最大电阻值为5.0 Q;开关一个，导线若干. 根据上述条件，测量时电流表应采用(选填“外接法”或 在方框内画出实验电路图. 若在上述实验中，电流表的示数为I，电压表的示数为 U,且电流表内阻 RA电压表内阻RV均为已知量，用测量物理量和电表内阻计算

10、金属丝电阻的表达式Rx=5某同学在学完“测量金属的电阻率”实验后，找到一个柱状导体材料，想利用实验测量 其电阻率，利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量该导体的长度和粗细(1) 用螺旋测微器测截面直径如图甲，则该材料的直径为 mm 利用20分度的游 标卡尺测量长度如图乙，但该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，该材料长度为cm(2) 在本实验中，为了减小电流表和电压表内阻引起的系统误差，采用了图丙所示的电路：测电阻过程中，首先，闭合电键 S1,将电键S2接2,调节滑动变阻器 RP和R使电压表 读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数U1、11 ;然后，将电键 S2接1 ,读出这时电压表和电流表的示数 U2、12 .则待测材料的电阻可以表示为(3) 若本实验中，测得金属丝的长度为L,直径为D,电阻为RX则该金属电阻率的表达式为.6. 为了测量一微安表头 A的内阻，某同学设计了如图所示的电路.图中，A0是标准电流表，R0和RN