实验1：测定金属的电阻率

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1、实验一：测定金属的电阻率一、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=p L/S，计算出电阻率 p =RS/L=n d2U/4ILPS: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，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

2、最小。（依据限流式或者分压式具体分析）二、考点研析：考点1 :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（nx精度）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）t r I 甲 f11 iFj 11 h J h 111$0.02mmL_?=!二ZU（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）x 0.01mm三45 ij MJ i匸 TH 111 40 0 mm 5 二 35考点2:全面考查实验“测定金属的电阻率”例题1：在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器

3、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（亥值接近多次测量的平均值）（2）用伏安法测量电阻丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组（电动势3V,阻约为1 ）,电流表（阻约0.1）,电压表（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1234567UV0.100.300.701.001.501.702.30I/ A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知：他们测

4、量RX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个坐标点，请（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 U I图线，由图线得出金属丝的阻值R= （保留2位有效数字）。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. 1 X 10-2 m B. 1 X 10 -3 m C. 1 X

5、10 -6 m D. 1 X 10 -8 Qm（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阻引起的误差属于偶然误差C. 若将电流表和电压表的阻计算在，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1. 某待测电阻的额定电压为3V （阻值大约为10Q） 为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材A:B:C:D:电流表 电流表 电压表 电压表AAV1V2（量程（量程（量程（量程300mA 阻约

6、1Q)0.3 Q)3kQ)5kQ)0.6A，阻约3.0V，阻约5.0V，阻约E:滑动变阻器 R （最大阻值为50Q）F:滑动变阻器F2 （最大阻值为500Q）G:电源E （电动势4V,阻可忽略）H: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 Rx_ni_JrBEARSVRR（A）-XD 下列给出的测量电路中，最合理的电路是2. 某同学要测量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 Q，可提供的器材有:电流表G,阻Rg 120 ，满偏电流lg 3mAB:C:D:电流表A,阻约为0.2 Q,量程为00.

7、6A 螺旋测微器电阻箱(09999Q, 0.5A)E:滑动变阻器Rg (5 Q, 1A)F:G:干电池组(3V, 0.05 Q)一个开关和导线若干他进行了以下操作：d= mm。Qo 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 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 R)= 设计实验电路图。图中虚线框里只是他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整。电流表I1 I II I IO30Qo现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。13所示，则该电阻丝直径的测量值d= mm ;G的示数为li,电流

8、表A的示数为实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。 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, l 2。请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式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 用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图 实验中能提供的器材有开关，若干导线及下列器材：电压表 V (量程03V,阻约3kQ);电压表V2 （量程015V,阻约15kQ）;电流表A （量程0100mA阻约5Q）;电流表A （量程00.6A，阻约0.1 Q）;滑动变阻器R1 （010Q）;滑动变阻器Ra （01kQ）;电源E （电动势为4.5V，

9、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.有一根很细的均匀空心金属管，管长约 50cm电阻约为10Q，现需测定它的径 d，但因其径较小，无法用游标卡 尺直接测量。已知这种金属的电阻率为P。实验室中可以提供下列器材：A.B.C.D.E.F.GH.I .J.厘米刻度尺； 毫米刻度尺； 螺旋测微器； 电流表（量程 电流表（量程 电压表（量程300mA 阻约 1 Q);3A,阻约3V,阻约0.1 Q）;6kQ）;1kQ，额定电流5Q,额定电流滑动变阻器（最大阻值 滑动变阻器（最大阻值 蓄电池（电动势 6V,阻0.05 Q）; 开关一个及带

10、夹子的导线若干。0.5A );2A);请设计一个实验方案，要验误差小，便于调节。 实验中应测物理量的名称及符 应选用的实验器材有 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;待测管回答下列问题:号疋;（填字母）用测得的物理量和已知量写出计算金属管径d的表达式为d =。5.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm,电阻大约为6 Q。横截面如图8所示。图8 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 现有如下器材A.B.C.D.E.电流表 电流表 电压表（量程（量程（量程滑动变阻器（ 滑动变阻器（0.6A，阻约 0. 1Q)3A,阻约 0.0

11、3 Q)3V,阻约 3kQ)1750Q, 0.3 A)15Q, 3A)mmF. 蓄电池（6V,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. （5分）有一个电阻 R，其阻值大约为20 Q，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、12.0V，阻为0.5 Q）;B. 电压表（0315V，阻大于3kQ）;C. 电流表（00.63A,阻小于1Q）;D. 滑动变阻器 R （ 010Q，2.0A ）;E. 滑动变阻器 R（ 01700Q， 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） 0.2650.267880d2I1（RgR0-g 如下图如下图4L（l2 I1）电阻的测量方法总结1. 伏安法测电阻丈验步驟：1：测出通过Rx的电流为lz2）测出两端的电压为D、：则Ux/l

13、x .练习1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“A.直流电源6V （阻不计）B.直流电流表03A （阻 0.1 Q 以下）C.直流电流表0300mA（阻约为 5Q）D.直流电压表03V （阻约为 15kQ）E.滑动变阻器10 Q, 2AF.滑动变阻器1k Q, 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。2.2V，0.5W的小灯泡、导线和开关外，还有（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,阻约1）；B. 电流表（03A,阻约0.025）C. 电流表（00.6A，阻约 0.125）D. 电压表（03V,阻约3k ）E. 电压表（015V,阻约15k）F. 滑动变阻器（020 ，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