高考物理必考实验精细精讲实验七测定金属的电阻率学案

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1、实验七　测定金属的电阻率目录课前预习·基础落实课堂互动·考点突破课前预习·基础落实【实验目的】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表的读数方法。2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。3.会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。【实验原理】1.螺旋测微器的构造.原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图实Ⅶ－1所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋钮K.微调旋钮K′和可动刻度H.测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上。(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮K每旋转一周，

2、P前进或后退0.5mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01mm。即螺旋测微器的精确度为0.01mm。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。(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)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)。2.游标卡尺的构造原理及读数(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:

3、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，见下表:#@(4)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K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(x＋K×精确度)mm。3.伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较(2)两种电路的选择①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表.电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法;若Rx较大，宜采用电流表内接法.简单概括为“大内

4、，小外”。②临界值计算法:Rx＜时，用电流表外接法。Rx＞时，用电流表内接法。③实验试探法:按图实Ⅶ－3所示接好电路，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，则采用电流表内接法。#@4.电阻率的测定原理由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度l.横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝)。电路原理如图实Ⅶ－4所示。(2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器

5、量得金属丝的直径，算出横截面积S。(3)将测量的数据代入公式ρ＝求金属丝的电阻率。5.电压表.电流表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。(1)0～3V的电压表和0～3A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1V或0.1A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。(2)对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V。(3)对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读

6、数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A。【实验器材】毫米刻度尺，螺旋测微器，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围0～50Ω)，电池组，开关，被测金属丝，导线若干。【实验过程】一.实验步骤1.求导线横截面积S:#@在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径，求出其平均值d，S＝。2.按图实Ⅶ－4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

7、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，求出导线电阻Rx的平均值。5.整理仪器。二.数据处理1.在求Rx的平均值时可用两种方法(1)第一种是用Rx＝算出各次的数值，再取平均值。(2)第二种是用U－I图线的斜率求出。2.计算电阻率:将记录的数据Rx.l.d的值，代入电阻率计算公式ρ＝Rx＝。【误差分析】1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。3.金属丝的长度测量.

8、电流表和电