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1、实验：测定金属的电阻率,一、实验目的 (1)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。 (2)掌握螺旋测微器的原理及读数方法。 (3)会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。,二、实验原理 1.电阻率的测定原理 由 得 因此，只要测出金属丝的长度l，横截 面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率。 2.伏安法测电阻 (1)原理： 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,3.螺旋测微器的构造、原理及使用方法 螺旋测微器是一种测量长度的仪器， 又叫千分尺，用它测量长度可以精确 到0.01 mm。 (1)构造
2、及原理：如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架 C上，可动刻度E、旋钮D，微调旋钮D是与测微螺杆F连在一起 的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋 钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50 等份，每一等份表示0.01 mm。每转两周，转过100等份时，前 进或后退的距离正好是1 mm。,(2)使用方法：当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，使A、F正好接触被测物。在使用时，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D，这样就
3、不至于在F和被测物之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性。,(3)读数方法：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(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位) 0.01(mm)。,三、实验器材 螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、电键及导线、被测金属导线。,四、实验过程 1.实验步骤 (1)测直径：用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径，并记录。 (2)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路。,(3)量长度：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
4、量3次，并记录。 (4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头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，闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。 (5)拆除实验电路，整理好实验器材。,2.数据处理 (1)计算电阻R的方法 方法一，平均值法：可以根据每次测量的U、I分别计算出电 阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。 方法二，图像法：可建立U-I坐标系，将测量的U、I值描点 作出图像，利用图像斜率来求出电阻值R。 (2)计算电阻率：将测得的R、l、d的值代入电阻率计算公式 中，计算出金属导线的电阻率。,【知识点拨】
5、 1实验注意事项 (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。 (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)由于所测金属导线的电阻一般远小于滑动变阻器的最大阻值，故一般采用滑动变阻器的限流式接法。 (5)电流不宜太大(电流表用00.6 A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。,2.实验误差分析 (1)测量金属丝直径时出现误差： 金属丝本身直径并不严格均匀。 螺旋测微器本身有误差。 读数时观测有误差。因此测量时要在金属丝
6、的不同部位， 且不同方向上多测几次。,(2)测量金属丝长度时出现误差： 长度为接入电路的有效长度。 读数时观测有误差，因此要把金属丝拉紧拉直，测量时在接线柱压线处测，多测几次。 通电电流过大，时间过长，金属丝发热、电阻率变化。测量时要迅速果断，避免其发热。,3.选择实验器材要考虑的因素 (1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。 (2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，其指针应偏转到满偏刻度的1/3以上。 (3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围,既能满足实验要求，又便于调节。在调
7、节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都用到。 (4)实验要求：除以上三个因素外，还应注重实验实际。如电压是否能从零开始起调，所给电源与用电器是否匹配等。,1.在用伏安法测电阻时，为什么通过待测导线的电流强度不宜过大，通电时间不宜过长？ 提示：电流过大，通电时间过长，会使金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大，出现误差。,2.在实验中被测金属导线的电阻较小，为减小误差，电流表 应该如何接入电路？采用这种接法测得的电阻率是否准确？ 为什么？ 提示：采用电流表外接法；不准确；因为采用电流表外接法， 测出的电压准确，而电流表的测量值比金属导线中的电流大， 由 可知，的测量值偏小。,仪器
8、的选择和电路设计 【典例1】(2012山东高考)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：,待测金属丝：Rx(阻值约4 ,额定电流约0.5 A); 电压表： (量程3 V，内阻约3 k); 电流表： (量程0.6 A,内阻约0.2 ); (量程3 A，内阻约 0.06 ); 电源：E1(电动势3 V,内阻不计)；E2(电动势12 V,内阻不计)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20 );,螺旋测微器：毫米刻度尺；开关S；导线。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数 为_mm。 (2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_，电源应选_(均填器材代号)，在虚线
9、框内完成电路原理图。,【思路点拨】 解答本题应把握以下三点： (1)螺旋测微器的读数由两部分组成，注意估读。 (2)选仪器应考虑误差因素。 (3)正确选择电流表的内外接法。,【解析】(1)螺旋测微器的主尺上显示为 1.5 mm，从固定套管上的横线所对活动套 管上的分格数，读得0.273 mm，二者相加 就是测量值1.5 mm+0.273 mm=1.773 mm。 (2)待测金属丝的额定电流为0.5 A,为减小实验误差，应选量程为0.6 A的电流表A1，待测金属丝的电阻为4 ，额定电流为0.5 A，故由欧姆定律得额定电压为2 V，所以电源应选E1。由于所测金属丝的电阻较小，故电流表应选外接法，滑
10、动变阻器选限流式接法。电路原理图如图所示： 答案：(1)1.773(1.7711.775均正确) (2)A1 E1 电路图见解析图,实物连线及数据处理 【典例2】某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀 的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计)，两电极相距 L0.700 m，其间充满待测的导电溶液。用图中的器材进行测 量：电压表(量程15 V，内阻约30 k)、电流表(量程300A, 内阻约50 )、滑动变阻器(100 ，1 A)、电池组(电动势 E12 V，内阻r6 )、单刀单掷开关一个、导线若干。表 中是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据。,已知玻璃管的内径为3.07
11、5 mm，回答以下问题： (1)根据表中数据在坐标图中已描点，请作出U-I图像，并根据图像求出电阻R_(保留两位有效数字)；,(2)计算导电溶液的电阻率表达式是_(用R、d、L表示)，测量值为_m(保留两位有效数字)； (3)请在虚线框内画出测量导电溶液电阻的电路图，并在实物图中补画出未连接的导线。,【解析】(1)作出的图像如图所示： 由图像的斜率求得电阻R范围为 4.4104 4.8104 。 (2)玻璃管的横截面积 由 代入 数据得电阻率为=0.49(0.460.51均正确)m。 (3)这里有两个主要问题，一是滑动变阻器的接法，二是电流表的接法。由前面的测量结果可知，电阻较大，所以电流表用
12、内接法；由题表中的数据可知，电压的测量范围是011 V，所以滑动变阻器要用分压接法。电路图和实物连线图如图:,答案：见解析,【规律方法】 实物连线应注意的问题 (1)分析各元件连接方式，明确电表量程，画出实验电路图。 (2)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的元件并联到电路中，即“先串后并”。,(3)电压表应并联，电流表应串联，且电流应由正接线柱流入，负接线柱流出。 (4)变阻器触头的位置应以保证电路中用电器安全为原则，即保证加在用电器两端的电压合适。 (5)开关必须能控制整个电路，即开关断开后，电源便无电流输出，电路中电压表和电流表指针均应指零。,
高中物理《课时讲练通》2.实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)(人教版选修3-1).ppt
