实验--测金属的电阻率.doc

实验 ： 测金属的电阻率
班级___________ 姓名___________
【自主学习】
一、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．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．
二、实验原理
电阻定律和欧姆定律
三、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0～50 Ω)，电池组，开关，被测金属丝，导线若干．
四、实验操作
1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S.
2.按如图实－7－3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.把滑动变阻器的滑动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，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.
5.拆去实验线路，整理好实验器材．

五、注意事项
1．测量直径应在导线连入电路前进行，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．开关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0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长．
5．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、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端．

六、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、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差．

4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．
【典型例题】
1.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图实－7－4所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
(1)从图中读出金属丝的直径为____________mm.
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ
B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ
C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω
D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω
E．滑动变阻器，0～10 Ω
F．滑动变阻器，0～100 Ω

①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填序号)
②实验中某同学的实物接线如图实－7－5所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．
错误1：_________________________________________；
错误2：_________________________________________.

2.做测一金属电阻丝的电阻Rx的实验．
(1)某实验小组要用“伏安法”测量电阻丝的电阻Rx，已知电压表内阻约3 kΩ，电流表内阻约1 Ω，若采用图实－7－6甲电路测量，则Rx的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)．若Rx约为10 Ω应采用图________(选“甲”或“乙”)的电路，误差会比较小．

(2)若该实验小组实验时，某次测量时电压表和电流表的示数如图实－7－7所示，则电流表示数为________ A，电压表读数为

________ V.
【学后自测】
3.“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是(　　)
A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中
B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值
D．实验中应保持金属丝的温度不变
4.(2010·安徽高考)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图实－7－12所示，读数为________mm.

5.(2011·天津模拟)某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻的实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图实－7－1甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为________同学的图线正 确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字)

6.(2011·深圳模拟)某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为2 Ω，为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(用Rx表示)的电阻．
A．电源E(电动势为3.0 V，内阻不计)
B．电压表V1(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ)
C．电压表V2(量程为0～15.0 V，内阻约为6 kΩ)
D．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
E．电流表A2(量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω)
F．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A)
G．滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A)
H．定值电阻R0(阻值为3 Ω)
I．开关S一个，导线若干
(1)如图实－7－15所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量，其读数是________ mm.

(2)为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在下面的方框中．

(3)实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________(只填代号)．

(4)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.

【自助餐】
7．甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值．给定器材为：待测电阻Rx；电流表(量程0～5 mA，内阻约10 Ω)；电压表(量程为0～3 V，内阻约3 000 Ω)；最大阻值为1 700 Ω的滑动变阻器；电源E(电动势约3 V)；开关S、导线若干．两人的测量结果分别由图实－7－16中甲和乙给出．

图实－7－16
(1)由图甲得Rx＝________，由图乙得Rx＝________.
(2)在下面方框中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定________同学的测量结果较为准确．

【学后反思】

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