测定金属的电阻率2

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1、实验一、测定金属的电阻率一、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：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ρ=RS/L=πd2R/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，

2、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4①电压表的量程与电源电动势E相接近，且其内阻尽可能大②电流表的量程大于，且其内阻尽可能小③电表接入电

3、路时，必须使电流从其正接线柱流入，从接线柱流出。④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适用于测量大电阻小电阻三、实验器材：金属丝、千分尺、安培表、伏特表、电源（3V）、滑动变阻器（20Ω）、电键一个、导线若干根【点拨

4、】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（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=πD2/4.4VRASE图1（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

5、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R。五、实验记录与计算测量次数123平均值导线长/m导线直径/m测量次数12345678电压U/V电流I/A所测金属的电阻R=斜率=_____

6、__Ω所测金属的电阻率ρ=（公式）=（代入数据）=Ωm【注意事项】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：①采用外接法则由于伏特表的分流影

7、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。②仪表量程太大且读数不准③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=ρL/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=ρL/S中，电阻率与L和S无关，使用这两式时ρ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

8、数字、电阻R平均值的计算等。⑵分压式接法滑动变阻器在电路中的两种接法：⑴限流式接法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．通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用——分压式。如图2所示，电阻R与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变P的位置改变用电器R两端