实验1：测定金属的电阻率

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1、1实验一：测定金属的电阻率实验一：测定金属的电阻率 一、一、实验原理：实验原理： 用测量电阻的方法测量金属丝的电阻（伏安法、伏伏法、安安法、等效替代法、半偏法等） ； 用米尺测量接入电路中金属丝的长度 L；（在拉直状态下，测三次取平均值） 用螺旋测微器测量金属丝的直径 d，计算出其横截面积 S；（在三个不同的位置，测三次取平均值） 据电阻定律 R=L/S，计算出电阻率 =RS/L=RS/L=d d2 2U/4ILU/4IL PSPS：为避免温度对电阻的影响，应使时间尽量短，电流尽量小； 此电路一般采用外接式，且应使电表示数偏转较大，以减小读数误差； 数据处理：多次测量 U、I 值，求出电阻之后

2、，再对电阻取均值利用 U-I 图像求也可以； 实验前，一定要保证电路中的电流最小。 （依据限流式或者分压式具体分析） 二、二、考点研析：考点研析： 考点考点 1 1：游标卡尺和螺旋测微器的读数：游标卡尺和螺旋测微器的读数 （1）游标卡尺的读数： 方法：主尺（cm）+副尺（n精度） n:n:与主尺刻线对齐的第 n 条线；精度：（10 等分）0.1mm、 （20 等分）0.05mm、 （50 等分）0.02mm（2）螺旋测微器的读数： 方法：读数=固定刻度 mm（注意半格是否露出）+可动刻度（含估读）0.01mm考点考点 2 2：全面考查实验：全面考查实验“测定金属的电阻率测定金属的电阻率” 例题

3、例题 1 1：在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为 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）（2）用伏安法测量电阻丝的电阻XR.实验所用器材为：电池组（电动势 3V，内阻约为 1） ，电流表（内阻约0.1） ，电压表（内阻约 3k阻） ，滑动变阻器 R（020，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：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0

4、600.1600.2200.3400.4600.5202由以上实验数据可知：他们测量XR是采用图 2 中的_图(选填“甲”或“乙”)（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 中实物图的连线，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 3 个坐标点，并描绘出IU 图线，由图线得出金属丝的阻值R=_ (保留 2 位有效数字)。

5、5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_（填选项前的符号） 。A. 110-2 m B. 110-3 m C. 110-6 m D. 110-8 m （6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是 _（有多个正确选项） 。A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D. 用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差 针对训练针对训练 1.1.某待测电阻的额定电压为 3V（阻值大约为 10）为测量其阻值

6、，实验室提供了下列可选用的器材 A：电流表 A1（量程 300mA，内阻约 1） B：电流表 A2（量程 0.6A，内阻约 0.3） C：电压表 V1（量程 3.0V，内阻约 3k） D：电压表 V2（量程 5.0V，内阻约 5k） E：滑动变阻器 R1（最大阻值为 50） F：滑动变阻器 R2（最大阻值为 500） G：电源 E（电动势 4V，内阻可忽略）3H：电键、导线若干 为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可） 电流表_；电压表_；滑动变阻器_VARxESRVRxESRAVRxESRAVRxESRA下列给出的测量电路中，最合理的电路是 2.2.某同学要测量

7、一段未知材料电阻丝的电阻率，已知电阻丝的长度为L，电阻约为 20，可提供的器材有：A：电流表G，内阻，满偏电流120gRmAIg3B：电流表A，内阻约为 0.2，量程为 00.6A C：螺旋测微器 D：电阻箱（09999，0.5A）E：滑动变阻器（5，1A）gRF：干电池组（3V，0.05） G：一个开关和导线若干 他进行了以下操作： 用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。如图所示为螺旋测微器的示数部分，则该次测量测得电阻丝的直径d= mm。 把电流表 G 与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量 3V 的电压，则电阻箱的阻值应调为R0= 。 设计实验电路图。图中虚线框里只是他设计的实验

8、电路图的一部分，请将电路图补画完整。实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。4测量并计算电阻率。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表 G 的示数为l1，电流表 A 的示数 为l2。请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式 = 。 3.3.在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为 30。现通过以下实验测量该金属材料的电阻 率。 用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图 13 所示，则该电阻丝直径的测量值d= mm； 实验中能提供的器材有开关，若干导线及下列器材： 电压表 V1（量程 03V，内阻约 3k） ； 电压表 V2（量程 015V，内阻

9、约 15k） ； 电流表 A1（量程 0100mA，内阻约 5） ； 电流表 A2（量程 00.6A，内阻约 0.1） ； 滑动变阻器 R1（010） ； 滑动变阻器 R2（01k） ； 电源 E（电动势为 4.5V，内阻不计） 。 为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。 4.4.有一根很细的均匀空心金属管，管长约 50cm、电阻约为 10，现需测定它的内径 d，但因其内径较小，无法用 游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为 。实验室中可以提供下列器材： A厘米刻度尺； B毫米刻度尺； C螺旋测微器； D电流表（量程 300mA，内阻约

10、1） ； E电流表（量程 3A，内阻约 0.1） ； F电压表（量程 3V，内阻约 6k） ； G滑动变阻器（最大阻值 1k，额定电流 0.5A） ； H滑动变阻器（最大阻值 5，额定电流 2A） ； I蓄电池（电动势 6V，内阻 0.05） ； J开关一个及带夹子的导线若干。 请设计一个实验方案，要求实验误差小，便于调节。回答下列问题： 实验中应测物理量的名称及符号是 ； 应选用的实验器材有 ；（填字母） 在方框中画出实验电路图； 按照你设计的电路图将图中所示仪器连成实验电路；+A +待测管用测得的物理量和已知量写出计算金属管内径d的表达式为d = 。 5.5.有一根细长而均匀的金属管线样品

11、，长约为 60cm，电阻大约为 6。横截面如图 8 所示。5图 9图 8d0 110200mm用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图 9 所示，金属管线的外径为_mm； 现有如下器材 A电流表（量程 0.6A，内阻约 0.1) B电流表（量程 3A，内阻约 0.03) C电压表（量程 3V，内阻约 3k) D滑动变阻器（1750，0.3 A) E滑动变阻器（15，3A) F蓄电池（6V，内阻很小) G开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。 （只填代号字母） 。 请将图 10 所示的实际测量电路补充完整。图 10已知金属管线样品材料的电

12、阻率为，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想 求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是 。计算中空部分截面积的表达式为S= 。 6 6 （5 分）有一个电阻Rx，其阻值大约为 20，现要更精确地测量其电阻，手边现有器材如下： A电源 E（电动势 12.0V，内阻为 0.5） ； B电压表（0315V，内阻大于 3k） ； C电流表（00.63A，内阻小于 1） ； D滑动变阻器R1（010，2.0A） ； E滑动变阻器R2（01700，0.3A） ； F开关 S 和导线若干。 （1）滑动变阻器应选用 （填写器材代号） 。连接

13、电路时，电压表的量程应选 V，电流表的量程应选 A。 （2）请在右边方框中画出实验电路图。 2.答案：（2） （10 分）0.2650.267 880如下图 如下图)(4)(12012IlLRRIdg 6电阻的测量方法总结电阻的测量方法总结 1.1.伏安法测电阻伏安法测电阻练习练习 1 1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“2.2V，0.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有A. 直流电源 6V（内阻不计）B. 直流电流表 03A（内阻 0.1 以下）C. 直流电流表 0300mA（内阻约为 5）D. 直流电压表 03V（内阻约为 15k）E. 滑动变阻器 10，2AF. 滑动变

14、阻器 1k，0.5A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。 （1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。 （均用仪器前的字母表示） （2）按要求画出实验电路图。练习练习 2 2、某同学做“测定金属电阻率”的实验。 需要通过实验直接测量的物理量有： （写出名称和符号） 。 这位同学采用伏安法测定一段阻值约为 5左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量尽量准确）A电池组（3V，内阻约 1） ； B电流表（03A，内阻约 0.025） C电流表（00.6A，内阻约 0.125） D电压表（03V，内阻约 3k） E电压表（015V，内阻约 15k）7F滑动变阻器（020，

15、额定电流 1A） G滑动变阻器（01000，额定电流 0.3A） H开关、导线。 实验时应选用的器材是 （填写各器材的字母代号） 。 请在下面的虚线框中画出实验电路图。这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图中电流表电压表读数可计算出金属丝的电阻为 。 练习练习 3 3、有一段粗细均匀的导体，现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率，若已测得其长度和横截面积， 还需要测出它的电阻值Rx。 有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图 7 甲、乙所示，若分别用这两个电路进行实验，则测量值 比真实值偏小的应是_图所示的电路。 （选填“甲”或“乙” ） 若已知这段导体的电阻约为 30，要尽量精确的测量其