测定金属丝的电阻率实验讲义Word下载.doc

1、2用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径3原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：刻度格数（分度）刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度（可精确到）109 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为（xK精确度）mm.三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先

2、要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可（1）03 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位（2）对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.（3）对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.基本实验要求1实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d

3、，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率2实验器材被测金属丝，直流电源（4 V），电流表（00.6 A），电压表（03 V），滑动变阻器（50 ），开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺3实验步骤（1）用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.（2）连接好用伏安法测电阻的实验电路（3）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，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中的电阻值最大的位置（5）闭合开关，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（6）将测得的R

4、x、l、d值，代入公式R和S中，计算出金属丝的电阻率4电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测测量值小于真实值适用条件RARxRVRx规律方法总结1伏安法测电阻的电路选择（1）阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、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（2）临界值计算法Rx时，用电流表内接法（3）实验试探法：按图4接好电路，让电压表的一根接线柱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

5、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图42注意事项（1）先测直径，再连电路：为了方便，测量直径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3误差分析（1）若为内接法，电流表分压（2）若为外接法，电压表分流（3）长度和直径的测量考点一测量仪器、仪表的读数1游标卡尺的读数（1）10分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数.（2）20分度的游标尺的读数：2螺旋测微

6、器的读数方法：固定刻度数mm可动刻度数（估读一位）0.01 mm.3电流表和电压表的读数（1）若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.01，时，需估读到最小刻度值的下一位（2）若刻度盘上每一小格为：2,0.2,0.02,5,0.5,0.05，时，只需估读到最小刻度值的位数1直尺和游标卡尺的读数（2014福建理综19（1）某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图5甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为_ cm和_ mm.图5答案60.104.20解析刻度尺的分度值为1 mm，要估读到0.1 mm.游标卡尺读数4 mm100.02 mm4.20 mm.2螺旋测微器的读数完成下列读数（如图6所示）图

7、6a_mmb_mmc_mm d_mm答案a0.486（0.4840.488）b0.536（0.5340.538）c4.078（4.0774.079）d5.663（5.6615.665）3电压表、电流表和电阻箱的读数（1）如图7所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_ A，图中表针示数为_A.图7如图8所示的电表使用较小量程时，每小格表示_V，图中指针的示数为_ V若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针指示的是_V.图8（2）旋钮式电阻箱如图9所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电

8、路的电阻为_ .今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_图9答案（1）0.020.440.12200.11.400.57.0（2）1 987将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0019 998 解析（1）电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针的示数为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A.电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.40 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，指针示数为7.0 V.（2）电阻为1 987 .最简单的操

9、作方法是将“100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻29 999 19 998 .故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为019 998 .考点二实验操作及数据处理4实验操作（2014江苏单科10）某同学通过实验测量一种合金的电阻率（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图10所示的部件_（选填“A”、“B”、“C”或“D”）从图中的示数可读出合金丝的直径为_ mm.图10（2）图11所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表

10、的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_（选填图中表示接线柱的数字）之间出现了_（选填“短路”或“断路”）图11（3）在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议答案（1）B0.410（2）7、8、9断路（3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值（或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值）解析（1）螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B.螺旋测微器的示数为（04

11、1.00.01） mm0.410 mm.（2）电压表的示数不为0，电流表的示数几乎为0，说明连接两电表的电路是导通的而滑动变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、8、9间断路（3）由题知0.0050.020，说明电流表的分压作用不显著，故可将电流表改为内接，并测出多组U、I值，求出Rx后，再取平均值作为实验结果5实验操作及数据处理用伏安法测定电阻约为5 的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池如图12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

12、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图12（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）（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（3）闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R计算出相应的电阻值后作出RL图线如图13所示取图线上两个点间数据之差L和R，若电阻丝直径为d，则电阻率_.图13答案（1）DHG（2）如图所示（3）解析（1）在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D，使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动微调旋钮H夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数（3）根据R，得R，而S，代入得.6实验原理及数据处理为测定一段金属丝的电阻率，某同学设计了如图14甲所示的电路ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，电路中的保护电阻R04.0 ，电源的电动势E3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其