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1、实验七测定金属的电阻率实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器同时练习使用螺旋测微器)知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的1学会用伏安法测电阻，测定金属导线的学会用伏安法测电阻，测定金属导线的电阻率电阻率2练习使用螺旋测微器，会使用常用的电练习使用螺旋测微器，会使用常用的电学仪器学仪器实验器材实验器材被测金属导线、毫米刻度尺、螺旋测微器、被测金属导线、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等阻器、导线等过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不用螺旋测微器在被测金属导线
2、上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值同位置各测一次直径，求出其平均值d.2依照电路图依照电路图(图图731)用导线将器材连用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大好，将滑动变阻器的阻值调至最大图图7313用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度，即有效长度，反复测量属导线的长度，即有效长度，反复测量3次，次，求出其平均值求出其平均值l.4电路经检查确认无误后，闭合电键电路经检查确认无误后，闭合电键S，改，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记入记录表格内；断开的电流值和电压值，记入记录
3、表格内；断开电键电键S，求出导线电阻，求出导线电阻R的平均值的平均值三、螺旋测微器的构造、原理及读数三、螺旋测微器的构造、原理及读数1螺旋测微器的构造螺旋测微器的构造如图如图732所示是常用的螺旋测微器它所示是常用的螺旋测微器它的小砧的小砧A和固定刻度和固定刻度S固定在框架固定在框架F上旋钮上旋钮K、微调旋钮、微调旋钮K和可动刻度和可动刻度H、测微螺杆、测微螺杆P连连在一起，通过精密螺纹套在在一起，通过精密螺纹套在S上上图图7322螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理测微螺杆测微螺杆P与固定刻度与固定刻度S之间的精密螺纹的螺之间的精密螺纹的螺距为距为0.5 mm，即旋钮，即旋钮K每旋转一周，每旋转
4、一周，P前进前进或后退或后退0.5 mm，而可动刻度，而可动刻度H上的刻度为上的刻度为50等份，每转动一小格，等份，每转动一小格，P前进或后退前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺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数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出出测量值测量值(毫米毫米)固定刻度数固定刻度数(毫米毫米)(注意半毫注意半毫米刻度线是否露出米刻度线是否露
5、出)可动刻度数可动刻度数(估读一位估读一位)0.01(毫米毫米)四、伏安法测电阻四、伏安法测电阻1电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较若不知若不知Rx的大约阻值，可采用的大约阻值，可采用“试触法试触法”，将，将电路按如图电路按如图733所示连接，空出电压表所示连接，空出电压表的一个接头的一个接头S，然后将，然后将S分别与分别与a、b接触一下，接触一下，观察两表示数变化情况观察两表示数变化情况若电流表示数变化明显，说明电压表分流若电流表示数变化明显，说明电压表分流作用较强，即作用较强，即Rx阻值较大，应采用阻值较大，应采用“内接法内接法”，S应接应接b.若电压表示数变化明显，
6、说明电流表分压若电压表示数变化明显，说明电流表分压作用较强，即作用较强，即Rx阻值较小，应采用阻值较小，应采用“外接法外接法”，S应接应接a.五、注意事项五、注意事项1本实验中被测金属导线的电阻值较小，本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法因此实验电路必须用电流表外接法2实验连线时，应先从电源的正极出发，实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路滑动变阻器连成主干线路(闭合电路闭合电路)，然后，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端再把电压表并联在待测金属导线的两端3测量被测
7、金属导线的有效长度，是指测测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的部分待测导线长度，亦即电压表两端点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直测量时应将导线拉直4测金属丝直径一定要选三个不同部位进测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量行测量5闭合开关闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置滑片处在有效电阻值最大的位置6在用伏安法测电阻时，通过待测导线的在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流电流I不宜过大不宜过大(电流表用电流表用00.6 A量程量程)，
8、通，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大实验典例精析实验典例精析 (2009年高考广东卷年高考广东卷)某实验小组利用实某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千千分尺分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等、米尺、电阻箱、开关和导线等题型一题型一基本实验原理及数据处理基本实验原理及数据处理例例例
9、例1 1(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图器材，设计实验电路，并连接电路实物图734甲甲图图734(2)实验的主要步骤如下：实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，断开开关，_，合上开关，重复，合上开关，重
10、复的的操作操作(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图数据，并据此绘出了图734乙的关系图乙的关系图线，其斜率为线，其斜率为_A1m1(保留三位有效保留三位有效数字数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了代表了_的电阻之和的电阻之和图图735(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图示数如图735所示金属丝的直径是所示金属丝的直径是_图乙中图线的斜率、电源电动势和图乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属丝横截面积的乘积代表的物理量
11、是_，其数值和单位为，其数值和单位为_(保留三位保留三位有效数字有效数字)【解析解析】(1)实物图连接如图实物图连接如图736所示所示图图736【答案答案】(1)实物连接图见解析图实物连接图见解析图(2)改变金属丝上金属夹的位置改变金属丝上金属夹的位置(3)10.510.6金属丝接入长度为零时全电金属丝接入长度为零时全电路路(或电阻箱和电流表或电阻箱和电流表)(4)0.198 mm0.202 mm金属丝的电阻率金属丝的电阻率9.69107m1.01106m【规律总结规律总结】解决此类问题要把握以下方解决此类问题要把握以下方法：法：(1)理解实验原理及实验设计的目的理解实验原理及实验设计的目的(
12、2)掌握数据处理的方法，灵活应用闭合电路掌握数据处理的方法，灵活应用闭合电路欧姆定律进行变形欧姆定律进行变形(3)根据图象信息把握斜率、截距的物理意义根据图象信息把握斜率、截距的物理意义 (2011年宁德模拟年宁德模拟)利用内阻为利用内阻为1 的电的电流表，内阻为流表，内阻为5 k的电压表等如图的电压表等如图737所示的器材，测量一根粗细均匀的阻值约为所示的器材，测量一根粗细均匀的阻值约为5 的合金丝的电阻率的合金丝的电阻率题型二题型二实验仪器及电路的选择实验仪器及电路的选择例例例例2 2(1)已知电源的电动势为已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的，滑动变阻器的阻值为阻值为020 .用实线代
13、替导线，将图中的用实线代替导线，将图中的器材连接成实物电路图，要求尽量避免交叉，器材连接成实物电路图，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程电流表、电压表应该选择合适的量程图图737(2)实验时螺旋测微器测量该合金丝的直径、实验时螺旋测微器测量该合金丝的直径、米尺测量合金丝的长度，电流表、电压表的米尺测量合金丝的长度，电流表、电压表的读数如图读数如图739所示，由图所示，由图738可以读可以读出合金丝的直径出合金丝的直径d_mm，合金丝的长，合金丝的长度度l_cm，流过合金丝的电流强度，流过合金丝的电流强度I_A，合金丝两端的电压，合金丝两端的电压U_V.(3)合金丝的电阻率合金丝
14、的电阻率_.图图738图图739【答案答案】(1)如图如图7310所示所示图图7310(2)0.20035.000.442.15(3)4.4107 m【规律总结规律总结】选择仪表、滑动变阻器要根选择仪表、滑动变阻器要根据安全、有效的原则，电路的选取要结合实据安全、有效的原则，电路的选取要结合实验提供的条件和一些明确的要求，以减小实验提供的条件和一些明确的要求，以减小实验误差为目的设计电路验误差为目的设计电路 (2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)用对温度敏感的半用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线
15、性的某同学将内，其阻值随温度的变化是非线性的某同学将RT和两个适当的固定电阻和两个适当的固定电阻R1、R2连成图连成图7311虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他且具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电的阻值，测量电路如图路如图739所示所示 ，图中的电压表内阻很大，图中的电压表内阻很大RL的测量结果如下表所示的测量结果如下表所示题型三题型三创新实验创新实
16、验例例例例3 3图图7311温度温度t()30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL阻值阻值() 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7回答下列问题：回答下列问题：(1)根据图根据图7311所示的电路，在图所示的电路，在图7312所示的实物图上连线所示的实物图上连线图图7312(2)为了检验为了检验RL与与t之间近似为线性关系，在之间近似为线性关系，在坐标纸上作坐标纸上作RLt关系图线关系图线图图7313(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图的示数如图7312甲、乙所示电流表的甲、乙所示电流表的读数为读数为_，电压表的读数为，电压表的读数为_此此时等效电阻时等效电阻RL的阻值为的阻值为_；热敏电阻所；热敏电阻所处环境的温度约为处环境的温度约为_图图7314【答案答案】(1)连线如图连线如图7315所示所示图图7315(2)RLt关系曲线如图关系曲线如图7316所示所示(3)115 mA5.00 V43.5 64.0 图图7316
