实验：测定金属的电阻率.ppt

恒定电流,实验：测定金属的电阻率,第二章,一、螺旋测微器 1.构造 如图8-5-1所示是常用的螺旋测微器，它的测砧A和固定刻度G固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H 、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在G上.,图8-5-1,2.原理 精密螺纹的螺距是0.5mm，即K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退0.01mm.因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01mm.用它测量长度，可以精确到 mm，还可以估读到0.001mm(即毫米的千分位)，因此螺旋测微器又称为千分尺.,0.01,3.读数方法 先从固定刻度G上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数(注意估读).,测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数精确度. (注意单位为mm) 如图8-5-2所示，不足半毫米 而从可动刻度上读的示数为 15.5格，最后的读数为：,图8-5-2,2.0mm+15.50.01mm=2.155mm.,4.注意事项 (1)测量前须校对零点：先使小砧A与测微螺杆P并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，否则应加以修正.,(2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.,(3)测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K，改用微调旋钮K，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K，并拧紧固定旋钮.这样做既可保护仪器，又能保证测量结果的准确性.,二、测定金属的电阻率 1.实验目的 (1)练习使用螺旋测微器 (2)学会用伏安法测量电阻的阻值 (3)测定金属的电阻率,2.实验原理 根据电阻定律公式R= ，只要测出金属导线的长度l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. 3.实验器材 米尺(最小分度值1mm)、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝.,4.实验步骤 (1)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，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S. (2)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测量金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.,(3)依照图8-5-3所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大.,图8-5-3,(4)电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值.,(5)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.,5.注意事项 (1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法. (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、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端. (3)金属导线的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量.,(4)接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，造成较大误差. (5)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，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差.,测定金属的电阻率的一般方法 在“测量金属丝的电阻率”的实验中： (1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图8-5-4所示，则金属丝的直径为 mm.,图8-5-4,0.350,(2)已知电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有 (只填代号). A.量程是00.6A，内阻约 0.5的电流表； B.量程是03A，内阻约 0.1的电流表； C.量程是03V，内阻约 6k的电压表； D.量程是015V，内阻约 30k的电压表； E.阻值为01k，额定电流为0.5A的滑动变阻器； F.阻值为020，额定电流为2A的滑动变阻器； G.蓄电池(6V)； H.开关一个，导线若干.,(3)画电路图时，还要选择电流表是内接电路，还是外接电路. 由Rx=10，RA=0.5，RV=6000 可知， ，应选电流表外接.电路图如下图.,变式训练1：影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而一般半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.,(1)他们应选用下图所示的哪个电路进行实验( ),A,(2)按照正确的电路图连接图8-5-5的实物图.,图8-5-5,(3)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下图所示.根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料. Z是 .,半导体,图8-5-6,1.990,在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标上，如图859所示 (1)根据各点表示的数据描 出I-U图线，由此求得该电阻 的阻值Rx= _ (保留两位有效数字) (2)画出此实验的电路原理图,图象法处理数据在该实验中的应用,解析：本题采用图像法解题，只要正确画出IU图线，然后从图线中求出Rx，作图线时使多数点在图线上，被测电阻Rx阻值看成是不变的，则图线应是通过原点的一条直线图线的斜率等于被测电阻阻值Rx. (1)舍去不合理的点直线如图甲所示Rx=2.4103 (2.3103或2.5103也算对) 如图甲所示，观察6个实验点，