测定金属的电阻率

实验实验 测测定金属的定金属的电电阻率阻率 实验目的 1 练习使用螺旋测微器 2 学会用伏安法测电阻 3 测定金属的电阻率 实验原理 1 原理 根据电阻定律公式 只要测量出金属导线的长度 l 和它的 S l R 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 2 器材 螺旋测微器 毫米刻度尺 电池组 电流表 电压表 滑动变阻器 电键 被测金属导线 导线若干 3 步骤 1 用螺旋测微器在被测金属导线上的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 按图 86 1 所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路 图 86 1 3 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 反复测量 3 次 求出其平均值 l 4 把滑动变阻器的滑动片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 闭合电键 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 断开电键 S 求出导线电阻 R 的平均值 5 将测得 R l d 的值 代人电阻率计算公式中 计算 lI Ud l RS 4 2 出金属导线的电阻率 6 拆去实验线路 整理好实验器材 注意事项 1 本实验中被测金属导线的电阻值较小 因此实验电访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 电键 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洲金 属导线的两端 3 测量被测金属导线的有效长度 是指测量待测导线接入电路的两个端点之 间的长度 亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度 测量时应将导线拉直 4 闭合电键 S 之前 一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位 置 5 在用伏安法测电阻时 通过待测导线的电流强度正的值不宜过大 电流表 用 0 0 6A 量程 通电时间不宜过长 以免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 6 求 R 的平均值可用两种方法 第一种是用 R U I 算出各次的测量值 再 取平均值 第二种是用图像 U I 图线 的斜率来求出 若采用图像法 在描点 时 要尽量使各点间的距离拉大一些 连线时要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 典型例题 例 1 在 测定金属电阻率 的实验中 若被测电阻丝的长度为 80 00cm 电阻 约为 3 4 在下列器材中应选用的是 写代号 A 电压表 0 15V B 电压表 0 3V C 电流表 0 0 6A D 电 流表 0 3A E 滑动变阻器 0 50 2A F 滑动变阻器 0 500 1A G 电源 E 3V r 0 2 H 电源 E 10V r l I 开关 J 导线 若干 例 2 测定金属电阻率的实验中 1 如图 86 2 a 为测金属丝直径时螺旋 测微器的示意图 则此金属丝的直径为 m 2 如图 86 2 b 为用伏安 法测金属丝电阻的电路图 其中 M 为 N 为 若两表示 数分别如图 86 2 C d 所示 则被测金属丝的电阻 R测 3 用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是 填 偏小 偏大 或 准确 图 86 2 例 3 在测定金属丝的直径时 螺旋测微器的读数如图 86 3 所示 可知该金属丝的直径 d 10 3m 图 86 3 实验 测定金属的电阻率 一 选择题 1 某同学用螺旋测微器测量金属线的直径时 几个主要操作情况如下 其中 有哪些操作是不符合要求的 A 将金属线放入小砧 A 测微螺杆 P 的夹缝中 转动旋钮直至压紧 读出读 数 B 选择导线的中间部分测量一次直径 C 读数时 固定刻度尺上零刻度以右已露出半毫米刻度线 直径一定大于 0 5mm D 可动刻度上第 16 刻度线正好与固定刻度尺上标记线对齐 因此最后读数 为 0 66mm 2 某实验小组在测量金属电阻率时 主要实验步骤如下 其中哪些做法是不 正确的 A 用螺旋测微器在金属线三个不同部位各测一次直径 取其平均值为 d B 用米尺量出整个金属线的长度三次取其平均值为 I C 选用电流表内接线路来测电阻 多次测量取平均值为 R D 将测得的 d l R 代人公式算出电阻率 l Rd 4 2 3 在做本实验时 下列操作中正确的是 A 若待测金属导线是漆包线 应该用火烧去表面的漆皮 轻轻抹去灰尘后再测 金属丝的直径 千万不可用小刀去刮掉漆皮 而两端接头部分则要用砂市打磨干净 以保证电路接触良好 B 用米尺反复测量 3 次导线的总长 求出平均值 l 然后将导线接入测量电 路中 C 估计待测金属导线的电阻值大小 选择合适的仪器和实验电路 D 合上电键 S 不断增大滑动变阳器接入电路的有效阻值 记录几组对应的 电流强度和电压的数值 计算出导线的电阻 R 4 用伏安法测电阻 应当用滑动变 阻器改变通过待测电阻的电流强度 以便 多测几组数据 如图 86 1 所示 变阻器 有 a b 两种接法 关于这两种接法 下 列说法中正确的是 A 变阻器在 a 图中作分压器使用 在 b 图中作限流器使用 图 86 1 B 若变阻器的全阻值比待测电阻小时 用 b 电路能较大范围地调节 Rx中的电 流强度 C 若变阻器的全阻值比待测电阻大时 用 a 电路能较大范围地调节 Rx中的电 流强度 D 若变阻器的全阻值比待测电阻小得多时 用 a 电路能较大范围地调节 Rx中 的电流强度 二 解答题 5 在 测定金属电阻率 的实验中 需要测定的物理量有哪些 用这些物理 量来最后表示电阻率的表达式如何 6 如把实验器材中的电压表换成一个定值电阻 该怎样进行实验 才能测出 金属导线的电阻 7 如实验中缺少电流表 换用一个定值电阻 能否测定金属导线的电阻 该 怎样进行实验 8 96 上海 图 86 2 所示 P 是一根表面均匀的镀有很薄的发热电阻膜的长 陶瓷管 其长度 L 为 50cm 左右 直径 D 为 10cm 左右 镀膜材料的电阻率 已知 管的两端有导电箍 MN 现给米尺 电压表 V 电流表 A 电源 E 滑动变阻器 R 电键 S 和若干导线 轻设计一个测定膜层厚度 d 的试验方案 实验中应测定的物理量是 在虚线框内用符号画出测量电路图 计算膜层厚度的公式是 典型例题 1 B C E G I J 2 1 5 9 10