测定金属的电阻率2

1 实验一 测定金属的电阻率实验一 测定金属的电阻率 一 实验目的 一 实验目的 1 学会使用螺旋测微器测量金属丝的直径 2 学会用伏安法测量电阻的阻值 测定金属的电阻率 二 实验原理 二 实验原理 用刻度尺测一段金属导线的长度 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 根据 电阻定律 金属的电阻率 RS L d2R 4L 1 螺旋测微器的使用 螺旋测微器又叫千分尺 其刻度由固定刻度 B 和可动刻度 E 两部分构成 固定刻度又分整 刻度 下 和半刻度 上 每个刻度 1mm 每 旋转一周测微螺杆 D 可动刻度 E 前进或后退 0 5mm 每一周又分为 50 个刻度 所以每旋转 一个刻度前进或后退 0 5 50 0 01mm 所以螺旋 测微器测量长度可以精确到 0 01mm 螺旋测微器示数的读数方法 L n k 0 01mm L 为被测物长度 n 为固定刻度数 n 整刻度数 半 刻度数 0 5 或 0 最后一半刻度在最后一整刻度之前 半刻度数取 0 图甲 在之后则去 0 5 图乙 k 为与固定水平线对齐的可动刻度数 例 2 伏安法测定金属丝的电阻 1 电压表与电流表的选择与使用 2 电压表的量程与电源电动势 E 相接近 且其内阻尽可能大 电流表的量程大于 且其内阻尽可能小 x R待测电阻 电压表量程 电表接入电路时 必须使电流从其正接线柱流入 从接线柱流出 读数时 应估读到电表最小分度值的下一位 2 电流表的内 外接法比较与选择 内接法外接法 电路图 误差原因 电流表分压 U 测 Ux UA 电压表分流 I 测 Ix IV 电阻测量值 R 测 U 测 I 测 Rx RA Rx 测量值大于真实值 R 测 U 测 I 测 RxRV Rx RV Rx 测量值小于真实值 接法选择 VAx RRR VAx RRR 适用条件RA Rx 适用于测量大电阻小电阻 三 实验器材 三 实验器材 金属丝 千分尺 安培表 伏特表 电源 3V 滑动变阻器 20 电键一个 导线若干根 点拨 被测金属丝要选用电阻率大的材料 如铁铬铝合金 镍铬合金等或 300 瓦电炉丝经细心理 直后代用 直径 0 4 毫米左右 电阻 5 10 欧之间为宜 在此前提下 电源选 3 伏直流电源 安培表选 0 6 安量程 伏特表选 3 伏档 滑动变阻器选 20 欧 与金属丝电阻同一数量级 四 实验步骤四 实验步骤 1 用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值 D 求出其横截面积 S D2 4 3 2 将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直 用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度 L 测三 次 求出平均值 L 3 根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图 1 然后依电路 图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大 4 检查线路无误后闭合电键 调节滑动变阻 器读出几组 I U 值 设计表格把多次测量的 D L U I 记下来 5 为了减小电阻计算的误差 可测多组 U I 数 据 根据 U I 数据在坐标中描点 舍弃偏离直线的 点 将明显在一条直线上的点有平滑直线连接起来 然后求出直线的斜率 就可求出电阻的平均值k R 五 实验记录与计算五 实验记录与计算 测量次数123平均值 导线长 ml 导线直径 md 测量次数12345678 电压 U V 电流 I A 所测金属的电阻 R 斜率 k 所测金属的电阻率 公式 代入数据 m 注意事项 V R A S E 图 1 4 1 测量金属导线的直径时要用螺旋测微器 直接测量的结果要估读下一位数字 2 金属导线的电阻和电流表的内阻相差不很大 因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法 开始实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大 实验过程中通过金属导线的电流不宜过大 以防止 温度升高电阻率发生变化 点拨 1 为了减少电阻的计算误差 可以作 U I 图象求出电阻的平均值 点拨 2 经验表明 引起实验误差的原因可能是 采用外接法则由于伏特表的分流影响 造成电阻测量值偏大 若误用内接法则安培表分压影响更 大 仪表量程太大且读数不准 计算未遵从有效数字运算法则 实验中易混淆的是 R U I 和 R L S 两个定律 这两个定律都是实验定律 但前者是研究电阻与电 流 电压两者之间关系 后者是研究导体本身的性质即电阻与材料 长度 截面积三者之间关系 与所 在的电路因素或是否接入电路无关 注意 R U I 中 电阻与 U I 无关 R L S 中 电阻率与 L 和 S 无 关 使用这两式时 是不变的 易错的是 测量电路 内 外接法 控制电路 限流式和分压式 量程的选择及有效数字 电 阻 R 平均值的计算等 滑动变阻器在电路中的两种接法 滑动变阻器在电路中的两种接法 1 通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流 以控制电路中的电流 限流式 如图 1 所示 当滑动头 P 从右端向左移动过程 滑动变阻器电阻逐渐减小 电路中的电流逐渐增大 变阻器起控制电路电流作用 注意 实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大 2 通过变阻