第八章实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

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实验八　测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

1．实验原理(如图 1所示)

由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度

l 、横截面积 S和金属丝的电阻 R，即可求出

金属丝的电阻率 ρ.

图1

2．实验器材

被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(0～50 Ω)，

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 Rx、l、d值，代入公式 R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率．

1．数据处理

(1)在求 Rx的平均值时可用两种方法

①用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值．

②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的值代入电阻率计算公式 ρ＝Rx＝.

2．误差分析

(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一．

(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使

电阻率的测量值偏小．

(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差．

(4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．

3．注意事项

(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．

(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动

变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端．

(3)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦

即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值．

(4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．

(5)闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置．

(6)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用 0～0.6 A 量程)，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过程中逐渐增大．

(7)若采用图象法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线

时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．

命题点一　教材原型实验

例1　在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如

图2所示，用米尺测出金属丝的长度 L，金属丝的电阻大约为 5 Ω，先用伏安法测出金属丝

的电阻 R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．

图2

(1)从图中读出金属丝的直径为________ mm.

(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：

A．电压表 0～3 V，内阻 10 kΩ

B．电压表 0～15 V，内阻 50 kΩ

C．电流表 0～0.6 A，内阻 0.05 Ω

D．电流表 0～3 A，内阻 0.01 Ω

E．滑动变阻器，0～10 Ω

F．滑动变阻器，0～100 Ω

① 要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应

选________．(填序号)

② 实验中某同学的实物接线如图 3所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．

图3

错误 1：_____________________________________________________________；

错误 2：_____________________________________________________________.

答案　(1)0.680　(2)①A　C　E　②导线连接在滑动变阻器的滑片上　采用了电流表内接法

解析　(1)固定刻度读数为 0.5 mm，可动刻度读数为 18.0×0.01 mm＝0.180 mm，所以最终读

数为：0.5 mm＋0.180 mm＝0.680 mm；

(2)①因两节新的干电池的电动势为 3 V，应选量程为 0～3 V 的电压表，故选 A；因金属丝

的电阻大约为 5 Ω，流过电流表的电流大约为 I＝＝ A＝0.6 A，电流表应选 C；因金属丝的电

阻大约为 5 Ω，且可选择的滑动变阻器阻值大于 5 Ω，故滑动变阻器采用限流式接法，应选

E；

②因>，所以电流表采用外接法，该同学实物接线中的两处明显错误是：导线连接在滑动变

阻器的滑片上；采用了电流表内接法．

变式　(2018·陕西省咸阳市第一次模拟)某同学为测定电阻丝的电阻率 ρ，设计了如图 4甲

所示的电路，电路中 ab 是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻 R0＝4.0 Ω，电源

电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片 P与电阻丝始终接触良好．

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摘要：

实验八　测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)1．实验原理(如图1所示)由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ.图12．实验器材被测金属丝，直流电源(4V)，电流表(0～0.6A)，电压表(0～3V)，滑动变阻器(0～50Ω)，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...

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