测量金属电阻率

实验十二测定金属的电阻率基础知识梳理【实验目的】1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法；2．掌握螺旋测微器的使用和读数方法；3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率．【实验原理】基础知识梳理1．螺旋测微器图10－4－1基础知识梳理图10－4－1(1)构造：如图10－4－1所示是常用的螺旋测微器．它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上．旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上．基础知识梳理(2)原理：测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm.即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．基础知识梳理(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)基础知识梳理如图10－4－2所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.基础知识梳理应用指南：使用螺旋测微器读数时，以毫米为单位，有三位小数．图10－4－2基础知识梳理2．伏安法测电阻(1)原理：R＝，用电压表测定电阻两端的电压U，用电流表测定流过电阻的电流I.(2)电流表的内接法和外接法的比较基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理(3)两种电路的选择①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压值、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内偏大，小外偏小”．②临界值计算法：基础知识梳理图10－4－3基础知识梳理③实验试探法：按图10－4－3接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．基础知识梳理基础知识梳理3．测电阻率的原理把金属丝接入图10－4－4所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流丝的电阻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Rx＝ρl/S，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝基础知识梳理【实验器材】被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干．【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．2．按图10－4－5所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路．基础知识梳理图10－4－5基础知识梳理3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3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中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键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，填入记录表格内，断开电键S，求出导线电阻Rx的平均值．5．整理仪器．核心要点突破一、数据处理1．在求Rx的平均值时可用两种方法(2)第二种是用U－I图线的斜率求出．2．计算电阻率：将记录的数据Rx、l、d核心要点突破二、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<R真，核心要点突破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．三、注意事项1．为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行．核心要点突破2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法．3．电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大．4．电流不宜太大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大．核心要点突破四、仪器选择的三个原则1．安全性原则：通过电源、电阻、电流表、电压表等的电流不能超过其允许的额定电流．2．误差性原则：选用电表应考虑尽可能达到电表量程．核心要点突破3．便于操作原则：选择滑动变阻器时应使对外供电电压的变化范围既要满足实验要求，又要便于调节，滑动变阻器调节时应使其滑动范围较大．(2009年高考辽宁、宁夏理综卷)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d，示数如图．由图10－4－6可读出l＝________cm，d＝________mm.高频考点例析题型一游标卡尺、千分尺的读数例1高频考点例析图10－4－6高频考点例析【解析】游标卡尺是10分度的，可精确到0.1mm，其中主尺读数为2.2cm，游标尺读数5×0.01cm＝0.05cm.螺旋测微器固定刻度读数6.5mm，可动刻度读数0.360mm，d＝6.860mm.【答案】

2.25

6.860高频考点例析【易误警示】千分尺必须估读，在高中段不要求对游标卡尺估读．高频考点例析题型二对实验的综合考查例2在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω.实验室备有下列实验器材：A．电压表V1(量程0～3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程0～15V，内阻约为75kΩ)高频考点例析C．电流表A1(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程0～0.6A，内阻约为11Ω)E．变阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．电池组E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线若干高频考点例析(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．(2)为减小实验误差，应选用图10－4－7中________(填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，并按照所选择的电路原理图把实物图10－4－8用导线连接起来．高频考点例析图10－4－7高频考点例析图10－4－8高频考点例析(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图10－4－9所示，则金属丝的直径为__________mm，电阻值为__________Ω.高频考点例析图10－4－9高频考点例析【解析】

(1)由于电源的电动势为3V，所以电压表应选A，被测电阻约为5Ω，电流表应选D，根据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E，还要选用电池和开关，导线若干．故应选用的实验器材有ADEGH.【思路点拨】掌握本实验的原理和方法．高频考点例析应