测定金属的电阻率

电学实验实验七测定金属的电阻率第七章恒定电流根据电阻定律公式知道只要测量出金属导线的长度和它的直径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，即可计算出金属导线的电阻率【实验目的】1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及计数方法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，并能测定金属的电阻率【实验原理】【实验电路设计】电学实验电路设计的思路与方法〔1〕首先应明确题目的要求，看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或要求设计到达何种标准的电路等。其设计原那么是：平安、方便、经济。〔3〕控制电路的选择①滑动变阻器两种接法的比照〔2〕测量电路：电流表外接法②分压和限流电路的选择原那么从节能、简单方面看优先选择限流式接法在以下情况下应选用分压式接法：①待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值．②题中要求待测电阻上电压变化范围大，且要求从零开始连续调节．③假设选用限流式接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流．控制电路：限流式接法【实验器材】【实验步骤】【数据处理】【本卷须知】(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量；(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法；(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大．【误差分析】误差来源假设为内接法，电流表分压假设为外接法，电压表分流长度和直径的测量【案例1】为测量某一玩具电动机M中导线圈导线的电阻率，某实验小组的局部实验方案如下：(1)用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如下图，那么d＝________mm；(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx：选择“×1〞倍率欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如下图(此过程电动机不转动)，那么Rx＝________Ω.0.15525为了提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻Rx：电流表A1(0～3A、约5Ω)；滑动变阻器R1(0～1kΩ)；电流表A2(0～30mA、约10Ω)；滑动变阻器R2(0～50Ω)；定值电阻R0＝60Ω；电源(4V、约1Ω)及开关等，导线假设干．①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如下图的电路图，应选择的电流表是________，滑动变阻器是________．(填写符号)A2R2•仪器选择的根本思路(1)优先考虑平安因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压).(2)考虑读数误差因素：一般要求各电表的实际读数不小于其量程的1/3，以减小读数误差．(3)仪器选择的一般步骤：①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合器材的规格，确定实验电路和实验器材．②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压2.5V〞挡作为电压表使用，请依据电路图将图示的实验电路中的实物图用笔画线代替导线将欠缺的两处补完整．实物连线的原那么1．先串后并，接线到柱，注意量程和正负．2．对限流电路，只需用笔画线代替导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法〞四局部依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)．3．对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三局部用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势上下，根据“伏安法〞局部电表正负接线柱的情况，将“伏安法〞局部接入该两点间．③如图是该实验小组用测得的数值描绘出的图象，其斜率表示的是________(填选项)．A．导线圈的电阻B．导线圈的电阻与R0阻值之和[例3](2023·北京·21)某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值．(1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50Ω，额定电流2A)、开关和导线假设干，以及以下电表：A．电流表(0～3A，内阻约0.025Ω)B．电流表(0～0.6A，内阻约0.125Ω)C．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)D．电压表(0～15V，内阻约15kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_____，电压表应选用____(选填器材前的字母)；实验电路应采用图中的____(选填“甲〞或“乙〞)．BC甲(2)图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了局部导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线．

I＝0.50AU＝2.60V

5.2(4)假设在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是______；假设在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母)A．电流表测量值小于流经Rx的电流值B．电流表测量值大于流经Rx的电流值C．电压表测量值小于Rx两端的电压值D．电压表测量值大于Rx两端的电压值[解析]甲电路中产生误差的原因是由于电压表的分流作用，使电流表的示数大于流过Rx的电流，选项B正确；乙电路的误差来源于电流表的分压作用，电压表示数为Rx和电流表的电压之和，选项D正确．BD(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，以下反映U－x关系的示意图中正确的选项是________．

7(2023·课标全国卷)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分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成以下实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时___________________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节_____，使_________________________，记下此时RN的读数；(3)屡次重复上述过程，计算RN读数的__________，此即为待测微安表头内阻的测量值．R0标准电流表(或A0)RN标准电流表(或A0)的读数仍为I平均值3．用伏安法测定电阻约为5Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．[变式题组](1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件的字母符号)DHGG(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路．

4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系〞的实验中：(1)某实验小组用如下图电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝．①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．____________________________________________不需要，串联电路的电流处处相等，电压与电阻成正比②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，那么金属丝d应为下表中的________(用表中编号D、E、F表示).编号材料长度L/m横截面积S/mm2A镍铬合金0.300.50B镍铬合金0.500.50C镍铬合金0.301.00D镍铬合金0.501.00E康铜丝0.300.50F康铜丝0.501.00E(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率．①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80.00cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，那么