第98课时 测定金属的电阻率

1、第98课时 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）学习内容：(一)测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）一、实验目的 1练习使用螺旋测微器 2测定金属的电阻率，二、实验原理 由电阻定律可知，金属的电阻率因此，测出金属导线的长度l和它的直径d（计算出导线的横截面积S），并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可算出金属导线的电阻率三、实验器材 被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关及导线若干 附：螺旋测微器 1构造：如右图所示螺旋测微器也称千分 尺，其各部分名称及主要用途是： 固定刻度G：用于读取固定刻度所显示的最大毫米刻度数(包括0.5 mm);可动刻度H：

2、用于读取主尺上固定刻度的水平线对应的螺旋尺上可动刻度的刻度数（包括估读）；旋钮K；微调旋钮K'；测微螺杆P；小砧A 2设计原理 螺旋测微器是利用将直线距离转化为角位移的原理制成的主尺上的固定刻度的最小分度值为0.5mm，螺旋尺上的可动刻度共有50个分度，当可动刻度尺旋转一周时，它在主尺上前进或后退一个刻度0.5mm，即可动刻度每转过一个分格时，测微螺杆前进或后退0.01 mm，所以它测量的长度可达到的精度为0.01 mm. 3使用及读数方法 将待测物放在A、P之间，然后用旋钮将测微螺杆靠近被测物体，再用微调旋钮调整，直至发出“咔咔”声后读数先读固定尺读数，要读出整毫米刻度，要注意有无半

3、毫米刻度出现；再读出固定刻度上的水平线对应的可动刻度尺上的读数（要有估读数据），将此数乘以0.01 mm后与固定刻度上的读数相加即得到最后读数。 4注意事项 (1)测量时，当测微螺杆将要接触被测物体时，要停止使用K，改用K'，以避免测微螺杆与被测物体间产生过大的压力，这样既可以保护仪器又能保证测量结果准确 (2)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出读数时要准确到0.01 mm,估读到0.001 mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位.四、实验步骤 1用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d 2按右图所示的电路图连接好电路 3

4、用毫米刻度尺测量接人电路中的被测金属丝的有效长度，反复测三次，求出其平均值l 4把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路的电阻值最大的位置，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和电压表的示数I和U的值，记录在表格中；断开S，求出电阻R的平均值 5将测得的R,l,d的值代入电阻率的计算公式，计算出金属丝的电阻率 6拆去实验线路，整理器材五、实验注意事项 1用螺旋测微器测金属丝的直径应在三个不同的位置各测一次，求其平均值；用毫米刻度尺测量接人电路中的被测金属丝的有效长度，应反复测量三次，求其平均值 2本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此采用电流表外接法 3用伏安法

5、测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验中逐渐增大 4. 滑动变阻器采用限流式接法还是分压式接法,可根据实验要求或提供的器材规格进行选择5为了准确地求出电阻R的平均值，可采用U-I图象法求出电阻六、误差分析 1测量电路中电流表和电压表对电阻测量的影响（若不考虑偶然误差的影响），由于本实验采用电流表外接法，所以R测<R真，由，知测<真 2因通电电流过大，或时间过长，致使金属丝发热，电阻率会随之变化 3金属丝的直径测量、长度测量及电表、螺旋测微器的读数等人为因素也是本实验的误差来源之一例：在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的

6、器材有：一节内阻不计的干电池，直径小于1mm、长度约为80cm、阻值约为3的金属丝，电压表有3V(内阻约为3k)和15V(内阻约为15k)两个量程，电流表有0.6A(内阻约为0.1)和3A(内阻约为0.02 )两个量程，供限流用的滑动变阻器有最大阻值分别为10、100、1500的三种，可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图丙所示，则： (1)螺旋测微器的示数是_mm； (2)为减小电阻的测量误差，应选用图_所示的电路； (3)为在测量中便于调节，应选用最大阻值为_Q的滑动变阻器； (4)电压表的量程应选用_V； (5)电流表的量程应选用_A解析： (1)固定尺

7、上的示数为0.5mm，可动尺上的刻度数为（30.7±0.1），所以螺旋测微器的示数为0.5 mm+(30.7±0.1)×0.01 mm= (0.807±0.001) mm. (2)由于金属丝的电阻小，所以应采用电流表外接法，即选用图乙所示的电路 (3)由于实验所用电源是一节干电池，其电动势E=1.5V，所以用最大阻值为10的滑动变阻器作限流电阻，才能使电路中的电流有明显变化，进而便于操作 (4)加在电压表两端的电压不超过1.5V，所以电压表的量程应选用3V. (5)当滑动变阻器连入电路的电阻为零时，电路中的电流最大Imax=0.5A，所以电流表的量程应选

8、用0.6A.答案：(1)0.807(0.8060.808均可) (2)乙 (3)10 (4)3 (5)0.6感悟：在电学实验中，要熟练掌握如何选用电流表的内接与外接、滑动变阻器的限流与分压，要注意仪器选择的安全性原则、读数的准确性原则和操作的方便性原则.问题：1、为什么电流表用外接法？ 2、为什么变阻器用限流接法？当堂考试，规范答题1.角螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图所示，图(a)的示数是_ ，图(b)的示数是_2.在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是 ( ) A用米尺测量出金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B用螺旋测微

9、器在金属丝三个不同部分各测量一次直径，算出其平均值 C用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 D实验中应保持金属丝的温度不变3.在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 实验室备有下列实验器材：A电压表V1(量程3V，内阻约为15 k) B电压表V2(量程15V，内阻约为75 k)C电流表A1（量程3A，内阻约为0.2） D电流表A2（量程600mA，内阻约为1） E变阻器R1(0100，0.6 A) F变阻器R2(02000，0.1 A) G电池E（电动势为3V，内阻约为 0.3） H开关S，导线若干(1)为提高实验精确度，减小实验误 差，应选用的实验器材

10、有_.(2)为减小实验误差，应选用图中_ (填“(a)”或“(b)”)为该实验的电 路图，并按所选择的电路图把实物图用导线连接起来(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm， 用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm，两电表的示数分别如图实所示，则电阻值为_，电阻率为_4. 如图所示，P是一根表面均匀也镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（其长度L为50 cm左右，直径D为10cm左右）镀膜材料的电阻率已知，管的两端有导电箍MN.现给你米尺， 电压表V，电流表A，电源E，滑动变阻器尺，电键和若干导线，请设计一个测定膜层厚度的实验方案 (1)实验中应测定的物理量有_ (2)在虚线框内用符号画出测量电路图 (3)计算膜层厚度的公式是_.课后探究，仿真训练 5.一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测其电阻发现阻值小于1，为尽可能提高测量的精度，他从下列器材中挑选了一些元件，设计了电路，重新测量这段导线（图中用R2表示） A电源E：电动势为3.0V，内阻不计