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1、测定金属的电阻率实验目的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.2.按如图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,
2、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.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0~0.6A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.拓展创新在本实验中,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
3、的影响而带来的实验误差.1.等效替换法连接电路如图所示,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Rx=R,即可测出Rx.例1考点1基本仪器的读数(1)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝的直径是________mm.(2)①图乙用0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表______A,0.022.150表针的示数是________A;当使用3A量程时,对应刻度盘上每一小格代表_______A,图中表针示数为________A.②图丙使用较小量程时,每小格表示_
4、_______V,图中指针的示数为________V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针指示的是________V.(3)旋钮式电阻箱如图丁所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为________Ω.0.440.12.200.11.700.58.51987【解析】(1)固定刻度示数为2.0mm,不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm.(2)①使用0.6A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02A,指针的示数为0.44A;当换用3A量
5、程时,每一小格为0.1A,指针示数为2.20A.②电压表使用3V量程时,每小格表示0.1V,指针示数为1.70V;使用15V量程时,每小格为0.5V,指针示数为8.5V.(3)电阻为1987Ω.最简单的操作方法是将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999Ω,用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9999Ω=19998Ω.故两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为0~19998Ω.例2考点2实验原理、数据处理及误差分析(2012·高考北京卷)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电
6、路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为_______mm(该值接近多次测量的平均值).0.397(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图2中的________图(选填“甲”或“乙”).次数1234567U/V0.100.300.70
7、1.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520√(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω(保留两位有效数字).(5)根据以
8、上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号).A.1×10-2Ω·mB.1×10-3Ω·mC.1×1