第三讲　实验七：测定金属的电阻率.ppt

第三讲实验七：测定金属的电阻率,1掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法2掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法3会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率,1游标卡尺(如下图所示)(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉,(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：,2.螺旋测微器(1)螺旋测微器的构造如下图所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固定刻度B固定在尺架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,(2)螺旋测微器的原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm.即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出测量值(毫米)固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(毫米),3伏安法测电阻(1)电流表、电压表的应用,实验试探法：按图所示接好电路，让电压表的一接线柱按电路连接好，另一接线柱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；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,被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器、导线若干,一、实验步骤1用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一次直径，求出其平均值d.2按图所示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，闭合开关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开关S.,1为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量；2本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法；3电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大,1测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差2由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大)3通电电流太大，或时间太长，致使电阻丝发热电阻率随之变化,(1)一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49mm.用它测量某物体长度，卡尺示数如下图所示，则该物体的长度是_cm.,(2)下面螺旋测微器的读数是_mm.,解析：(1)本题的游标卡尺是50分度，精确度是0.02mm.主尺读数是41mm，游标尺的第10条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数是100.02mm0.20mm.该物体的长度是41mm0.20mm41.20mm4.120cm.(2)固定刻度整毫米数是5mm，上面半毫米刻度线露出，要加0.5mm，可动刻度读数是4.20.01mm0.042mm，故螺旋测微器的读数是5mm0.5mm0.042mm5.542mm.答案：4.1205.542,用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率.给定电压表(内阻约为50k)、电流表(内阻约为40)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻(约为250)及导线若干,(1)画出测量R的电路图(2)如右图所示中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：_.求出的电阻值R_.(保留三位有效数字),(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如甲、乙图所示由图可知其长度为_，直径为_(4)由以上数据可求出_.(保留三位有效数字),答案：(1)电路图见解析图(2)作UI直线，舍去左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧求该直线斜率k，则Rk.229(221237均为正确)(3)0.800cm0.194cm(4)8.46102m,某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图甲,(2)实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_合上开关，重复的操作(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图乙的关系图线，其斜率为_A1m1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和,(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如右图所示金属丝的直径是_上图乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_其数值和单位为_(保留三位有效数字),答案：(1)如图(2)改变金属丝上金属夹的位置(3)10.510.6金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱和电流表)(4)0.1980.202mm金属丝的电阻率9.691071.02106m,用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大RL的测量结果如表1所示,表1回答下列问题：(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线,(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RLt关系图线。,(3)在某一