第十章实验十二 测定金属的电阻率

实验十二测定金属的电阻率,实验误差1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法2会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率,实验原理,实验试探法：按图1041接好电路,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法；,图1041,如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法,图1042,实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干,实验步骤1用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值,图1043,2按图1043所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路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，填入记录表格内，断开电键S，求出导线电阻Rx的平均值5整理仪器,数据处理,误差分析,注意事项1为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行2本实验中被测金属丝的电阻值较小,故须采用电流表外接法,3电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大4电流不宜太大(电流表用00.6A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大,实验创新在本实验中，由于电表内电阻的影响,从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差1等效替换法,图1044,连接电路如图1044所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时,若电流表中的电流示数相同，就表明RxR，即可测出Rx.,2附加电阻法连接电路如图1045所示，R1为一阻值较大的固定电阻，Rx为待测电阻(1)S2断开，闭合S1调节变阻器R，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I1、U1.,图1045,(2)变阻器R不变，再闭合S2，记下两表的读数I2、U2.,(2011高考浙江卷)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率,采用如图1046所示的实验电路,M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点.在实验过程中，电流表读数始终为I1.25A电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：,图1046,(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；(2)求出金属丝电阻率，并进行比较,【答案】(1)如图1047所示(2)见解析,图1047,有一细而均匀的导电材料，截面为同心圆环，如图1048甲所示，此材料长约3cm，电阻约100，已知该材料的电阻率为，欲测量该样品的内径，但内径太小无法直接测量，现提供以下实验器材,A20等分刻度的游标卡尺B螺旋测微器C电流表A1(量程050mA，内阻r1为100)D电流表A2(量程0100mA，内阻r2约为40),E滑动变阻器R1(010，额定电流2A)F直流电源E(12V，内阻很小)G上述导电材料R2(长约为3cm，电阻约为100)H开关一只，导线若干,请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数L_cm，用螺旋测微器测得该样品的外径如图丙所示，其示数D_mm.,图1048(2)在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选择器材的字母代号,(3)用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d_.【解析】(1)由游标卡尺主尺上读得30mm，游标尺上第3条刻度线与主尺刻度线对齐，游标尺上读得30.05mm0.15mm，该样品的长度L30mm0.15mm30.15mm3.015cm.,螺旋测微器固定刻度上最小刻度为0.5mm，可动刻度每旋转一圈，测微螺杆前进或后退0.5mm.固定刻度上读得3.0mm，可动刻度读得0.205mm，该样品的