第5节实验测定金属丝的电阻率

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1、第第5 5节实验：测定金属丝的电阻率节实验：测定金属丝的电阻率1 1掌握螺旋测微器的原理及读数方法掌握螺旋测微器的原理及读数方法2 2掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及掌握电流表、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电流表和电压表的读数方法3 3会用伏安法测电阻的方法测定金属的电阻率会用伏安法测电阻的方法测定金属的电阻率一、实验目的一、实验目的2.用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，再取平均值再取平均值3.接通电源的时间不能过长接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属

2、丝将因发热而温度升高，这样会导致能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差电阻率变大，从而造成误差4.要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差指针偏转较大，以减小读数误差5.伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正对电流表的内接还是外接做出正确选择确选择E变阻器变阻器R1(

3、010，0.6 A)F变阻器变阻器R2(0200，0.1 A)G电池组电池组E(电动势为电动势为3 V，内阻约为，内阻约为0.3)H开关开关S，导线若干，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有为减小实验误差，应选用的实验器材有_(填前面的代号填前面的代号)(2)为 减 小 实 验 误 差，应 选 用 图 实 甲 中为 减 小 实 验 误 差，应 选 用 图 实 甲 中_填填(a)或或(b)为该实验的电路原理图为该实验的电路原理图(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如螺旋测微器测得金属丝的直径

4、及两电表的示数如图丙所示，则金属丝的直径为图丙所示，则金属丝的直径为_mm，电阻值，电阻值为为_.【答案答案】(1)ADEGH(2)b(3)0.6372.4【方法与知识感悟方法与知识感悟】对电学实验器材的选择一般对电学实验器材的选择一般分两步考虑，首先要根据实验的要求设计好测量分两步考虑，首先要根据实验的要求设计好测量电路，选择必要的相应的器材时要着重考虑准确电路，选择必要的相应的器材时要着重考虑准确性；然后设计供电电路，此时选择相应的器材时性；然后设计供电电路，此时选择相应的器材时要着重考虑安全性要着重考虑安全性电学实验器材选择的原则电学实验器材选择的原则(1)准确性原则：选用电表量程时应考

5、虑尽可能减准确性原则：选用电表量程时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，若指针偏转不到满偏尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的角度的1/3，读数误差较大，读数误差较大(2)安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流用电器的电流不能超过其允许的最大电流(3)便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作若控

6、制电路为限流接法，则选注意便于操作若控制电路为限流接法，则选滑动变阻器总阻值与待测电阻相当的；若控制滑动变阻器总阻值与待测电阻相当的；若控制电路为分压接法，则选滑动变阻器总阻值较小电路为分压接法，则选滑动变阻器总阻值较小的的(在不超过其额定电流的情况下在不超过其额定电流的情况下)例例3 3 实际电流表有内阻，可等效为理实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与内电阻的串联测量实际电想电流表与内电阻的串联测量实际电流表流表G G1 1内阻内阻r r1 1的电路如图所示供选择的电路如图所示供选择的仪器如下：的仪器如下：待测电流表待测电流表G G1 1(0(05 5 mAmA，内阻约，内阻约300)30

7、0)，电流表，电流表G G2 2(0(010 10 mAmA，内阻约，内阻约100)100)，定值电阻，定值电阻R R1 1(300 )(300 )，定值电阻，定值电阻R R2 2(10)(10)，滑动变阻器，滑动变阻器R R3 3(0(01000)1000)，滑动变阻器，滑动变阻器R R4 4(0(020)20)，干电池，干电池(1.5 V)(1.5 V)，电键，电键S S及导线若干及导线若干(1)(1)定值电阻应选定值电阻应选_，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选_(在空在空格内填写序号格内填写序号)(2)(2)用连线连接实物图用连线连接实物图题型三：电表内阻的测量题型三：电表内阻的测量36(

8、3)补 全 实 验 步 骤：补 全 实 验 步 骤：按 电 路 图 连 接 电 路，按 电 路 图 连 接 电 路，_闭合电键闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，移动滑动触头至某一位置，记录G1，G2的读数的读数I1，I2；_以以I2为纵坐标，为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如为横坐标，作出相应图线，如图所示图所示(4)根据根据I2I1图线的斜率图线的斜率k及定值电阻，及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式写出待测电流表内阻的表达式_将滑动触头移至最左端将滑动触头移至最左端多次移动滑动触头，记录相应的多次移动滑动触头，记录相应的G G1 1，G G2 2读数读数I I1 1，I I

9、2 2【答案答案】(1)(2)(2)(3)(3)将滑动触头移至最左端多次移动滑动触头，将滑动触头移至最左端多次移动滑动触头，记录相应的记录相应的G G1 1，G G2 2读数读数I I1 1，I I2 2(4)(4)R RA A(k k1)1)R R1 1*1在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，以下操作的实验中，以下操作中错误的是中错误的是()A用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中其平均值，然后再将金属丝接入电路中B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径

10、，算出其平均值直径，算出其平均值C用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值量后算出平均值D实验中应保持金属丝的温度不变实验中应保持金属丝的温度不变AC【解析解析】实验中应测量出金属丝接入电路中的有实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法故法故A、C操作错误操作错误.2某电压表的内阻在某电压表的内阻在20

11、k50 k之间，现要测量之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表表V(量程量程3 V)、电流表、电流表A1(量程量程200 A)、电流表、电流表A2(量量程程5 mA)、电流表、电流表A3(量程量程0.6 A)、滑动变阻器、滑动变阻器R(最大最大值值1 k)、电源、电源E(电动势电动势4 V)，开关，开关S.(1)所提供的电流表中，应选用所提供的电流表中，应选用 .(2)为了减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要为了减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图求的电路图A1(2)实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变

12、实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，电路图如图所示阻器应接成分压式，电路图如图所示3(2011全国全国)为了测量一微安表为了测量一微安表头头A的内阻，某同学设计了如图的内阻，某同学设计了如图所示的电路图中所示的电路图中A0是标准电流是标准电流表，表，R0和和RN分别是滑动变阻器和分别是滑动变阻器和电阻箱，电阻箱，S和和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是是电池完成下列实验步骤中的填空：电池完成下列实验步骤中的填空：(1)将将S拨向接点拨向接点1，接通，接通S1，调节，调节 ，使待测表头指，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时针偏转到适当位

13、置，记下此时 的读数的读数I；(2)然后将然后将S拨向接点拨向接点2，调节，调节 ，使，使 ，记下此时，记下此时RN的读数；的读数；R0标准电流表标准电流表A0RN标准电流表标准电流表A0的示数为的示数为I【解析解析】(1)R0、标准电流表、标准电流表A0；(2)RN，标准电流表标准电流表A0的示数为的示数为I；(3)平均值平均值(3)多次重复上述过程，计算多次重复上述过程，计算RN读数的读数的 ，此即为待测微安表头内阻的测量值此即为待测微安表头内阻的测量值平均值平均值1 1某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数

14、，该金属圆金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为片的直径的测量值为 cmcm，厚度的测量值，厚度的测量值为为 mm.mm.1.2401.682【巩固基础巩固基础】【解析解析】游标卡尺的读数，按步骤进行一般不会出游标卡尺的读数，按步骤进行一般不会出错首先确定游标卡尺的精度为错首先确定游标卡尺的精度为20分度，即分度，即0.05 mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数12.00 mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对得最齐一条刻线，精度找出对得最齐一条刻线，精度格

15、数格数0.058 mm0.40 mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，要的数据，12.00 mm0.40 mm12.40 mm1.240 cm.螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数1.5 mm0.0118.2 mm1.682 mm.2在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”实验中，造成实验实验中，造成实验误差的原因说法错误的是误差的原因说法错误的是()A用伏安法测金属丝的电阻率时，电流表、电用伏安法测金属丝的电阻率时，电流表、电压表内阻对电阻测量的影响压表内阻对电阻测量的影响B电池的内电阻对实验的影响电池的内电阻对实验的影响C用米尺测量金属丝

16、的长度时的测量误差用米尺测量金属丝的长度时的测量误差D用螺旋测微器测金属丝的直径时的测量误差用螺旋测微器测金属丝的直径时的测量误差B【解析解析】电池的内阻对测量通过金属丝的电电池的内阻对测量通过金属丝的电流强度和金属丝两端的电压没有影响流强度和金属丝两端的电压没有影响3某同学做某同学做“测定金属电阻率测定金属电阻率”的实验的实验(1)需要通过实验直接测量的物理量有：需要通过实验直接测量的物理量有：(写出名称和符号写出名称和符号)(2)这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图所示由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝图所示由图中电流表、电压表的

17、读数可计算出金属丝的电阻为的电阻为 .加在金属丝加在金属丝两端的电压两端的电压U，通过金属丝的电流，通过金属丝的电流I，金属丝的长，金属丝的长度度l，金属丝的直径，金属丝的直径d5.224 4某兴趣小组在做某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率测定金属丝的电阻率”的实验中，的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为通过粗测电阻丝的电阻约为5 5，为了使测量结果尽量，为了使测量结果尽量准确，从实验室找到以下供选择的器材：准确，从实验室找到以下供选择的器材：A A电池组电池组(3 V(3 V，内阻约，内阻约1)1)B B电流表电流表A A1 1(0(03 A3 A，内阻，内阻0.0125)0.0125)C C

18、电流表电流表A A2 2(0(00.6 A0.6 A，内阻约，内阻约0.125)0.125)D D电压表电压表V V1 1(0(03 V3 V，内阻，内阻4 4 kk)E E电压表电压表V V2 2(0(015 V15 V，内阻，内阻15 15 kk)F F滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(0(020 20，允许最大电流，允许最大电流1 A)1 A)G G滑动变阻器滑动变阻器R R2 2(0(02000 2000，允许最大电流，允许最大电流0.3 A)0.3 A)H H开关、导线若干开关、导线若干【提升能力提升能力】(1)实验时应从上述器材中选用实验时应从上述器材中选用 (填写仪器填写仪器前字

19、母代号前字母代号)(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成在组成测量电路时，应采用安培表测量电路时，应采用安培表 接法，将设计的电接法，将设计的电路图画在下侧方框内路图画在下侧方框内ACDFH外外(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如上的读数如上图，则读数为图，则读数为 mm.(4)若用若用L表示金属丝的长度，表示金属丝的长度，d表示直径，测得电表示直径，测得电阻为阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式，请写出计算金属丝电阻率的表达式 .0.90024RdL5如图所示是一些准备用来测量待测电阻如图所示是一些准备用

20、来测量待测电阻Rx阻值阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：的实验器材，器材及其规格列表如下：器材器材规格规格待测电阻待测电阻Rx电源电源E电压表电压表V1电压表电压表V2电流表电流表A滑动变阻器滑动变阻器R开关开关S、导线若干、导线若干阻值在阻值在9001000 之间之间具有一定内阻，电动势约具有一定内阻，电动势约9.0 V量程量程2.0 V，内阻，内阻r11000 量程量程5.0 V，内阻，内阻r22500 量程量程3.0 A，内阻，内阻r0.10 最大阻值约最大阻值约100，额定电流，额定电流0.5 A为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要

21、求测量时电表的读数大于其量程的一实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化请用实线代表导线，在所给的明显的变化请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量足要求的测量Rx阻值的电路阻值的电路【解析解析】由于待测电阻约由于待测电阻约1 000，滑动变阻器阻值，滑动变阻器阻值100，要使电表读数有较明显的变化，因此滑动变，要使电表读数有较明显的变化，因此滑动变阻器采用分压接法，由于加在待测电阻的最大电流阻器采用分压接法，由于加在待测电阻的最大电流为

22、为9 mA，显然，显然3 A的电流表不能用，因此将的电流表不能用，因此将V1当作电当作电流表使用由于流表使用由于V1表的电压能够测量，故采用表的电压能够测量，故采用V1表表内接法测量阻值的电路如图所示内接法测量阻值的电路如图所示滑动变阻器滑动变阻器R1：050 滑动变阻器滑动变阻器R2：03 k直流电源直流电源E：电动势：电动势E1.5 V，内阻，内阻r约为约为1 单刀单掷开关单刀单掷开关S，导线若干，导线若干(1)在如图所示的实验电路原理图上标明所选用的在如图所示的实验电路原理图上标明所选用的滑动变阻器滑动变阻器(2)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在下面是主要的实验操作步骤，将所

23、缺的内容填写在横线上：横线上：第一步：断开第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器变阻器R1、R2的触头分别置于合理的位置；的触头分别置于合理的位置；第二步：闭合第二步：闭合S，分别调节，分别调节R1和和R2至适当位置，至适当位置，(3)用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻Rg_使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数U 7现有实验器材如下：现有实验器材如下：标准电流表标准电流表A1(量程量程250 mA，内阻，内阻r1为为50)；标准电流表标准电流表A2(量程量程300 mA，

24、内阻，内阻r2约为约为50)；滑动变阻器滑动变阻器R(最大阻值为最大阻值为10)；电源电源E(电动势约为电动势约为15 V，内阻，内阻r约为约为1)；单刀单掷开关单刀单掷开关S；导线若干导线若干请利用上述器材设计一个测量待测电阻请利用上述器材设计一个测量待测电阻Rx(阻值约阻值约为为100)的准确电阻值的实验：的准确电阻值的实验：(1)要求方法简便，并能测多组数据，画出实验电要求方法简便，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号路原理图，并标明每个器材的代号A1、A2两电流表的两电流表的读数读数I1、I28用以下器材测量电压表用以下器材测量电压表V1的内阻的内阻R1(量程为量程

25、为1.5 V，内，内阻阻1 4001 600)；电源电源E：电动势约为：电动势约为3 V，内阻可忽略；，内阻可忽略；电压表电压表V2：量程为：量程为3 V；标准电阻标准电阻R0：阻值：阻值R01200；滑动变阻器滑动变阻器R：最大阻值约为：最大阻值约为20；单刀单掷开关单刀单掷开关K；导线若干导线若干(1)请画出实验电路原理图请画出实验电路原理图(原理图中的元件必须要用题中原理图中的元件必须要用题中相应的字母标注相应的字母标注)；(2)根据电路图，在实物图上连线；根据电路图，在实物图上连线；(3)若电压表若电压表V1的读数用的读数用U1表示，电压表表示，电压表V2的读数用的读数用U2表表示，则

26、由已知量和测得量表示示，则由已知量和测得量表示R1的表达式为的表达式为R1 9 9为了测定一个定值电阻的阻值，某同学利用如图甲为了测定一个定值电阻的阻值，某同学利用如图甲所示的电路进行实验电源电动势为所示的电路进行实验电源电动势为E E(大小未知大小未知)、内、内阻不计，阻不计，R R为待测电阻，为待测电阻，R R为电阻箱，电压表的内阻为电阻箱，电压表的内阻非常大实验时，改变非常大实验时，改变R R的值，记下对应的电压表的值，记下对应的电压表V V所示的电压所示的电压U U的值，从而得到若干组的值，从而得到若干组R R、U U的数据，然的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，即可求得后通过作出有关物理量的线性图象，即可求得R R的阻的阻值值【再上台阶再上台阶】(1)请写出与你所作线性图象对应的函数关系式请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 .(2)请在图乙所示虚线框内的坐标系中作出定性图象请在图乙所示虚线框内的坐标系中作出定性图象(要要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示)(3)若该线性图象的纵轴截距为若该线性图象的纵轴截距为b，斜率为，斜率为k，则电阻，则电阻R的表达式为的表达式为R .bk