测金属丝的电阻率

1、( (一一) )测定金属的电阻率测定金属的电阻率( (螺旋测微器和游标螺旋测微器和游标卡尺的使用卡尺的使用) )山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练一、实验目的一、实验目的1 1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表的读数方法2 2掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法3 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率二、实验原理二、实验原理1 1螺旋测微器的构造螺旋测微器的构造原理及读数原理及读数(1

2、)(1)螺旋测微器的构造如图螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器所示是常用的螺旋测微器它的小砧它的小砧A A和固定刻度和固定刻度S S固定在框架固定在框架F F上旋钮上旋钮K K、微调旋钮、微调旋钮K K和可和可动刻度动刻度H H、测微螺杆、测微螺杆P P连在一起，通过精密螺纹套在连在一起，通过精密螺纹套在S S上上山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练(2)(2)螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理测微螺杆测微螺杆P P与固定刻度与固定刻度S S之间的精密螺纹的螺距为之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm0.5 mm，即旋钮，即旋钮K K每旋转一周，每旋转一周，P

3、 P前进或后退前进或后退0.5 mm0.5 mm，而可动刻度，而可动刻度H H上的刻度为上的刻度为5050等等份，每转动一小格，份，每转动一小格，P P前进或后退前进或后退0.01 mm0.01 mm，即螺旋测微器的精确，即螺旋测微器的精确度为度为0.01 mm.0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺又叫千分尺(3)(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出数部分由可动刻度读出测量值测量值( (毫米毫米) )固定刻度数固定刻度数

4、( (毫米毫米)()(注意半毫米刻线是否露出注意半毫米刻线是否露出) )可动刻度数可动刻度数( (估读一位估读一位) )0.01(0.01(毫米毫米) )如图所示，固定刻度示数为如图所示，固定刻度示数为2 mm2 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的不足半毫米而从可动刻度上读的示数为示数为15.015.0，最后的读数为：，最后的读数为：2 mm2 mm15.015.00.01 mm0.01 mm2.150 mm.2.150 mm.山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练2 2游标卡尺游标卡尺( (如图所示如图所示) )(1)(1)构造：主尺、游标尺构造：主尺、游标尺(

5、 (主尺和游标尺上各有一个内外测量爪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游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉(2)(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径(3)(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上的同样多的小等分刻度少1 mm.1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分常见的游标卡尺

6、的游标尺上小等分刻度有刻度有1010个的、个的、2020个的、个的、5050个的，见下表：个的，见下表：山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练刻度格数刻度格数( (分度分度) )刻度总长度刻度总长度每小格与每小格与1 mm1 mm的差值的差值精确度精确度( (可准确到可准确到) )10109 mm9 mm0.1 mm0.1 mm0.1 mm0.1 mm202019 mm19 mm0.05 mm0.05 mm0.05 mm0.05 mm505049 mm49 mm0.02 mm0.02 mm0.02 mm0.02 mm(4)(4)读数：若用读数：若用x x表示由主尺

7、上读出的整毫米数，表示由主尺上读出的整毫米数，K K表示从游标尺上表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为( (x xK K精确度精确度) mm.) mm.山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练3 3伏安法测电阻伏安法测电阻(1)(1)电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较内接法内接法外接法外接法电路图电路图误差误差原因原因电流表分压电流表分压U U测测U Ux xU UA A电压表分流电压表分流I I测测I Ix xI IV V电阻电阻测量值测量值R R测测R R

8、x xR RA A R Rx x测量值大于真实值测量值大于真实值R R测测 R Rx x测量值小于真实值测量值小于真实值适用适用条件条件R RA AR Rx xR RV VR Rx x适用于适用于测量测量大电阻大电阻小电阻小电阻山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练4 4把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，检查无误后，把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，检查无误后，闭合开关闭合开关S S，改变滑动变阻器滑动片的

9、位置，读出几组相应的电流值，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值记录在表格中，断开和电压值记录在表格中，断开S S，求出导线电阻，求出导线电阻R Rx x的平均值的平均值5 5整理仪器整理仪器山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练七、注意事项七、注意事项1 1螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用(1)(1)测量前须校对零点：先使小砧测量前须校对零点：先使小砧A A与测微螺杆与测微螺杆P P并拢，观察可动刻并拢，观察可动刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘度零刻

10、度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，不重合时，用存放螺旋测微器与固定刻度的零刻度线是否重合，不重合时，用存放螺旋测微器盒中的工具调节，直到完全重合为止盒中的工具调节，直到完全重合为止(2)(2)测量时，当测微螺杆测量时，当测微螺杆P P将要接触被测物体时，要停止使用旋钮将要接触被测物体时，要停止使用旋钮K K，改用微调旋钮改用微调旋钮K K，以避免，以避免P P和被测物体间产生过大的压力这样，和被测物体间产生过大的压力这样，既可以保护仪器，又能保证测量结果准确当听到既可以保护仪器，又能保证测量结果准确当听到“咔、咔咔、咔”声后，止动，即可读数声后，止

11、动，即可读数(3)(3)螺旋测微器应估读一位，即以螺旋测微器应估读一位，即以mmmm作单位，应读到小数点后面第作单位，应读到小数点后面第三位三位(4)(4)为防止读出的数据出现差错可在读数前估计大概读数值，若为防止读出的数据出现差错可在读数前估计大概读数值，若发现最后读数与开始估计数值相差较大，立即检查出错原因，如发现最后读数与开始估计数值相差较大，立即检查出错原因，如半毫米刻线是否露出半毫米刻线是否露出山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练2 2测定金属的电阻率测定金属的电阻率(1)(1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金为了方便，测量直径

12、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属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行(2)(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)(3)电键电键XTXT闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大(4)(4)电流不宜太大电流不宜太大( (电流表用电流表用0 00.6 A0.6 A量程量程) )，通电时间不宜太长，以，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免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大(5)(5)实验连线时，

13、应先从电源的正极出发，依次将电源，开关，电流实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源，开关，电流表，待测金属丝，滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测表，待测金属丝，滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端金属丝的两端八、实验改进八、实验改进在本实验中，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差山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练1 1等效替换法等效替换

14、法连接电路如图甲所示，连接电路如图甲所示，R R为为电阻箱，电阻箱，R Rx x为待测电阻，通为待测电阻，通过调节电阻箱过调节电阻箱R R，使单刀双，使单刀双掷开关掷开关S S分别接分别接1 1和和2 2时，若时，若电流表中的电流示数相同，就表明电流表中的电流示数相同，就表明R Rx xR R，即可测出，即可测出R Rx x. .2 2附加电阻法附加电阻法连接电路如图乙所示，连接电路如图乙所示，R R1 1为一阻为一阻值较大的固定电阻，值较大的固定电阻，R Rx x为待测电阻为待测电阻(1)(1)S S2 2断开，闭合断开，闭合S S1 1调节变阻器调节变阻器R R，使电流表、电压表都有一个适

15、当读使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数数，记下两表读数I I1 1、U U1 1. .(2)(2)保持变阻器保持变阻器R R不变，再闭合不变，再闭合S S2 2，记下两表的读数记下两表的读数I I2 2、U U2 2. .山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练 例例11(2012(2012年广州模拟年广州模拟) )在在“测定金属丝电阻率测定金属丝电阻率”实验中，若粗实验中，若粗估金属丝的电阻估金属丝的电阻R Rx x约为约为3 3 ，为尽可能减小误差，要求金属丝发热，为尽可能减小误差，要求金属丝发热功率功率P P0.75 W0.75 W，备有的部分仪器

16、有：，备有的部分仪器有： (1)(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到_mm_mm，用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到_mm_mm； (2)(2)下述器材中应选用的是下述器材中应选用的是_(_(用字母代替用字母代替) )； A A6 V6 V电池组电池组 B B电流表电流表(0(00.6 A0.6 A，内阻，内阻0.5 )0.5 ) C C电流表电流表(0(03 A3 A，内阻，内阻0.01 )0.01 ) D D电压表电压表(0(03 V3 V，内阻，内阻1 k1 k) )山东金太阳书业有限公司山东金太

17、阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练E E电压表电压表(0(015 V15 V，内阻，内阻5 k5 k) )F F滑动变阻器滑动变阻器(0(0100 100 ，额定电流，额定电流1 A)1 A)G G滑动变阻器滑动变阻器(0(020 20 ，额定电流，额定电流1 A)1 A)(3)(3)在框内画出电路图；在框内画出电路图；山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练(4)(4)在下图中，将各器材连成实验电路在下图中，将各器材连成实验电路山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演

18、练 答案答案 (1)0.001(1)0.0010.10.1(2)A(2)A、B B、D D、G G(3)(3)(4)(4)见解析图见解析图山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练 例例22某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的选取了材料相同、质量相等的5 5卷导线，进行了如下实验：卷导线，进行了如下实验：(1)(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示读得直径读得直径d d_ mm._ mm.山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司

19、高效知高效知能演练能演练(2)(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻电阻R R()()121.0121.050.050.023.923.910.010.03.13.1导线直径导线直径d d(mm(mm) )0.8010.8010.9990.9991.2011.2011.4941.4941.9981.998导线截面积导线截面积S S(mm(mm2 2) )0.5040.5040.7840.7841.1331.1331.7531.7533.1353.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R R与截面积与截面

20、积S S是否满足反是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R R与与S S应满足的关系应满足的关系_(3)(3)若导线的电阻率若导线的电阻率5.15.110107 7 m m，则表中阻值为，则表中阻值为3.1 3.1 的导线长度的导线长度L L_m(_m(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字) )山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练 答案答案 (1)1.200(1)1.200(2)(2)不满足不满足R R与与S S2 2的乘积的乘积R RS S2 2依次为依次为30.730.7、30.

21、730.7、30.730.7、30.730.7、30.530.5，故，故R R与与S S2 2成反比成反比( (或或RSRS2 2常常量量) )(3)19(3)19山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练 例例33冬季和春季降水量小，广东沿海附近江河水位较低，涨潮冬季和春季降水量小，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现所谓的时海水倒灌，出现所谓的“咸潮咸潮”现象，使沿海地区的城市自来现象，使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高，水质受到影响为了研究水的离子浓度增高，水质受到影响为了研究“咸潮咸潮”出现的规出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验他在一

22、根均匀的律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距距L L0.314 m0.314 m，其间充满待测的河水安装前他用如图乙所示的，其间充满待测的河水安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图丙所示他还选用了以下游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图丙所示他还选用了以下仪器：量程为仪器：量程为15 V15 V、内阻约为、内阻约为300 k300 k的电压表，量程为的电压表，量程为300 A300 A、内阻约为内阻约为50 50 的电流表，最大阻值为的电流表，最大

23、阻值为1 k1 k的滑动变阻器，电动的滑动变阻器，电动势势E E12 V12 V、内阻、内阻r r6 6 的电池组、开关各一个以及导线若的电池组、开关各一个以及导线若干图丁所示坐标系中包括坐标为干图丁所示坐标系中包括坐标为(0,0)(0,0)的点在内的的点在内的9 9个点表示他个点表示他测得的测得的9 9组电流组电流I I、电压、电压U U的值的值山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练(1)(1)测量玻璃管的内径时，应用图乙所示的游标卡尺的测量玻璃管的内径时，应用图乙所示的游标卡尺的A A、B B

24、、C C三部三部分中的分中的_部分与玻璃管内壁接触部分与玻璃管内壁接触( (填代号填代号) )(2)(2)由图丙可知，玻璃管的内径由图丙可知，玻璃管的内径d d_ mm._ mm.(3)(3)待测河水的电阻率待测河水的电阻率为多大？为多大？( (写出推导和计算过程，结果保留写出推导和计算过程，结果保留两位有效数字两位有效数字) )(4)(4)图戊所示的仪器部分已连线，请将其他部分连接成能测出图丁图戊所示的仪器部分已连线，请将其他部分连接成能测出图丁中数据的实物连接图中数据的实物连接图(5)(5)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至_端端山东金太阳书业有限公司山东

25、金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练 解析解析 (1)(1)测量爪测量爪A A是测量玻璃管内径的是测量玻璃管内径的(2)(2)读数为：读数为：56 mm56 mm4 40.1 mm0.1 mm56.4 mm.56.4 mm.(3)(3)在坐标纸中画出在坐标纸中画出U UI I图象如图所示图象如图所示山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练(5)(5)闭合开关时应保证测量电路的电压为零，故滑动触头应滑至最闭合开关时应保证测量电路的电压为零，故滑动触头应滑至最左端左端( (A A端端) ) 答案答案 (1)(1)A A(2)56.4(2)56.4(3)8.0(3)

26、8.010102 2 m m(4)(4)见解析见解析(5)(5)A A端端(4)(4)如图所示如图所示山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练 解析：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，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但影响最大的是直径d d，因为在计算式中取直径的平方，因为在计算式中取直径的平方 答案：答案：A A山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练 2 2(2011(2011年高考天津理综年高考天津理综) )用螺用螺旋测微器测量某金属丝直径的结旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所

27、示该金属丝的直径果如图所示该金属丝的直径是是_mm._mm. 解析：解析：固定刻度为固定刻度为1.5 mm1.5 mm，可动刻度为，可动刻度为0.206 mm0.206 mm，读数为，读数为1.706 1.706 mm.mm. 答案：答案：1.706(1.7041.706(1.7041.7081.708均可均可) )山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练3 3某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量

28、值为_cm_cm，厚度的测量值为，厚度的测量值为_mm._mm.解析：解析：2020分度游标卡尺的精确度为分度游标卡尺的精确度为0.05 mm.0.05 mm.故金属圆片的直径故金属圆片的直径为为1.2 cm1.2 cm8 80.005 cm0.005 cm1.240 cm.1.240 cm.螺旋测微器的精确度为螺旋测微器的精确度为0.01 mm0.01 mm，故厚度测量值为，故厚度测量值为1.5 mm1.5 mm18.318.30.01 mm0.01 mm1.683 mm.1.683 mm.答案：答案：1.2401.2401.6831.683山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知

29、高效知能演练能演练4 4(2012(2012年天津河西模拟年天津河西模拟) )某小组的两位同学采用某小组的两位同学采用“伏安法伏安法”测金测金属丝的电阻实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两属丝的电阻实验中，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，如图甲、乙所示，根据位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为你对实验的理解，你认为_同学的图线正确，根据你选择同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为的图线算出该金属丝的电阻为_ .(_ .(保留两位有效数字保留两位有效数字) )山东金太阳书业有限公司山东金太

30、阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练答案：答案：甲甲3.83.8山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演练5 5在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，需要用毫米刻度尺测出被的实验中，需要用毫米刻度尺测出被测金属丝的长度测金属丝的长度l l. .用螺旋测微器测出金属丝的直径用螺旋测微器测出金属丝的直径d d，用电流表和，用电流表和电压表测出金属丝的电阻电压表测出金属丝的电阻R Rx x. .(1)(1)请写出测金属丝电阻率的表达式：请写出测金属丝电阻率的表达式：_(_(用上述测量用上述测量的字母表示的字母表示) )(2)(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，毫米刻度尺和螺旋测微若实验中测量金属丝的长度和直径时，毫米刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图器的示数分别如图( (甲甲) )、( (乙乙) )所示，则金属丝长度的测量值为所示，则金属丝长度的测量值为l l_cm_cm，金属丝直径的测量值为，金属丝直径的测量值为d d_mm._mm.山东金太阳书业有限公司山东金太阳书业有限公司高效知高效知能演练能演