测金属电阻率

实验一测定金属丝的电阻率一、实验目的(1)学会使用螺旋测微器及正确读数。(2)学会用伏安法测电阻。(3)测定金属的电阻率。(4)掌握滑动变阻器的两种使用方法。二、实验原理用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度l，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，由R得。三、实验器材被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。附：螺旋测微器的构造、使用和读数(1)构造：如图实11所示为螺旋测微器的结构图。它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上，旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。图实11(2)测量原理：螺旋测微器的螺距是0.5 mm，螺栓上可动刻度一周为50格，当螺栓每转一周时，前进(或后退)一个螺距0.5 mm。若螺栓每转过1格，前进(或后退)0.01 mm，因此螺旋测微器的精确度为0.01 mm。(3)操作与读数：使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先使用粗调旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，听到咔咔声音停止转动，并用止动旋钮止动，然后读数。读数时，在固定刻度尺上读出大于0.5 mm的部分，在可动刻度上读出不足0.5 mm的部分，读可动刻度示数时还要注意估读一位数字。螺旋测微器的读数可用下式表示：螺旋测微器的读数固定尺上的读数可动尺上的读数精确度。如图实12所示，读数为6.5 mm0.0120.3 mm6.703 mm。 图实12四、实验过程1实验步骤(1)用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录。(2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录。 (3)依照图实13中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。 图实13(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。(5)整理好实验器材，实验结束。2数据处理(1)根据记录结果，计算出金属丝的直径d和长度l的平均值。(2)根据记录的I、U值，计算出金属丝的平均电阻值R。(3)将测得R、l、d的值，代入电阻率计算公式中，计算出金属丝的电阻率。五、误差分析本实验的系统误差主要是电流表及电压表对电阻测量的影响造成的，为减小误差应采用电流表外接法，这样R测R真，由S得知测真，另外金属导线通电后发热，其电阻率会随之变化，因此通电时间不要太长，通入的电流也不要太大，导线直径和长度的测量也会产生偶然误差。六、注意事项(1)导线的长度是连入电路的导线的有效长度(而不是金属丝的总长度)。(2)由于被测金属导线的阻值较小，为了减小测量误差，应选用电流表外接法。(3)测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长。(4)为准确求出R平均值，应采用UI图象法求电阻。螺旋测微器的使用 例1图实14中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为_ mm。 图实14解析根据螺旋测微器的读数固定尺上的读数可动尺上的读数精确度，可知图中读数应为5.5 mm12.20.01 mm5.622 mm。答案5.622测定金属丝的电阻率例2在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8 m，直径小于1 mm，电阻在5 左右，实验步骤如下：(1)用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均值l，在金属导线的不同位置用_测量直径，求出平均值d。(2)用伏安法测量金属导线的电阻R。试把图实15中所给的器材连接成测量R的合适的电路。图中电流表的量程为00.6 A，内阻接近1 ，电压表的量程为03 V，内阻为几千欧，电源的电动势为6 V，变阻器的阻值为020 ，在闭合开关前，变阻器的滑动触点应处于正确位置。图实15(3)用上面测得的金属导线长度l、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达式_算出所测金属的电阻率。解析(1)金属导线的直径用螺旋测微器测量。(2)接电路图时，由于被测金属导线的电阻值较小，应采用电流表外接法，并且滑动变阻器采取限流式，闭合开关前，滑动变阻器的滑片处在最大阻值处。(3)由电阻定律R，有。答案(1)螺旋测微器(2)连线如图所示(3)1在“测定金属丝电阻率”的实验中，由可知，对实验结果的准确性影响最大的是()A导线直径d的测量B电压U的测量C电流I的测量D导线长度的测量2在测金属丝的电阻率的实验中，下列说法中错误的是()A用伏安当测电阻时，可采用电流表外接法B实验中应调节滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出平均电阻C应选用毫米刻度尺测金属丝的长度三次，然后求出平均长度lD. 实验中电流不能太大，以免电阻率发生变化3某同学用螺旋测微器测另一金属丝直径时，测得结果如图实16所示，则该金属丝的直径为_mm。图实164在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度l、直径d和电阻R。图实17(1)若用图实17测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_。(选填“偏大”或“偏小”)(2)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图实18所示，则电压表的读数为_ V，电流表的读数为_A。图实185某小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻的实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图实19甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为_同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为_。(保留两位有效数字) 图实196为测定某电源内阻r和一段金属电阻丝单位长度的电阻R0，设计如图实110甲所示的电路。ab是一段粗细均匀的金属电阻丝，R是阻值为2 的保护电阻，电源电动势为6 V，电流表内阻不计，示数用I表示。滑动触头P与电阻丝有良好接触，aP长度用Lx表示，其他连接导线电阻不计。实验时闭合开关，调节P的位置，将Lx和与之对应的数据I记录在下表中。实验次数12345Lx /m0.100.200.300.400.50I /A1.941.301.201.020.88/ A10.520.770.830.981.14图实110(1)在图实110乙所示的图中画出Lx图象。(2)根据所画图线，写出金属丝的电阻与其长度的函数关系式：_。(3)从图中根据截距和斜率，求出该电源内阻r为_； 该金属电阻丝单位长度的电阻R0为_/m。1解析：四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方。答案：A2解析：测量的是接入电路中的金属丝的有效长度。故C错。答案：C3解析：螺旋测微器的读数固定刻度读数2.5 mm可动刻度读数43.50.01 mm2.935 mm。答案：2.935(2.9332.936都算对)4解析：(1)图中电流表采用外接法，故测量值偏小。(2)电压表精度为0.1 V，其读数为2.60 V；电流表精度为0.02 A，其读数为0.52 A。 答案：(1)偏小(2)2.600.525解析：当金属丝两端电压为零时，通过的电流也为零，因此图线必过原点，故甲同学的图线正确；在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一点，其坐标值为(0.4 A,1.52 V)，故金属丝电阻R 3.8 。答案：甲3.8(3.73.9均可)6解析：(1)根据表格中的数据用描点法作出5个点在图象上的位置，然后用平滑的图线连接各点