專題--測定金屬的電阻率

1、測定金屬的電阻率一、實驗?zāi)康? 掌握螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法.2 .掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.3 會用伏安法測電阻的方法測定金屬的電阻率.二、實驗原理把電阻絲連入如圖所示的電路，用電壓表測其兩端電壓，用電流表測電流，根據(jù)RX=U/I計算金屬絲的電阻 RX，然后用米尺測量金屬絲的有效長度 L,用螺旋測微器測量金屬絲的 直徑d,計算出金屬絲的橫截面積 S,根據(jù)電阻定律計算出電阻率會推導(dǎo)相應(yīng)的表達式三、實驗器材毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電壓表和直流電流表、滑動變阻器、電池、開關(guān)及連接導(dǎo) 線、金屬電阻絲.四、實驗步驟1.測直徑：用螺旋測微器在導(dǎo)線的三個不冋

2、位置上各測一次，取直徑0d的平均值.2 .測長度：將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空拉直，用毫米刻度尺測§*114*量接入電路的金屬絲長度 L （即有效長度），反復(fù)測量三次，求出L 的pX平均值.Cr3 .連電路：按照如圖所示的電路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動變阻口-口 石右（7 口 右片、中 7 曰 r .1器的阻值調(diào)至最大.4 測電阻：電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S,改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記錄在表格內(nèi)，斷開開關(guān)S,求出電阻R的平均值.5. 算電阻率：將測得的 R、L、d的值代入電阻率計算公式p =中，計算出金屬絲的電阻率.或利用 U-I

3、圖線的斜率求出電阻 R,代入公式p =RS/L，計算電阻率.6 .整理：拆去實驗線路，整理好實驗器材.五、注意事項1金屬絲的長度，應(yīng)該是在連入電路之后再測量，測量的是接入電路部分的長度，并且要在拉直之后再測量.2 .用螺旋測微器測直徑時應(yīng)選三個不同的部位測三次，再取平均值.3 .接通電源的時間不能過長，通過電阻絲的電流強度不能過大，否則金屬絲將因發(fā)熱而 溫度升高，這樣會導(dǎo)致電阻率變大，從而造成誤差.4 .要恰當(dāng)選擇電流表、電壓表的量程，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值時，應(yīng)注意同時觀察兩表 的讀數(shù)，盡量使兩表的指針偏轉(zhuǎn)較大，以減小讀數(shù)誤差.5 .伏安法測電阻是這個實驗的中心內(nèi)容，測量時根據(jù)不同情況，根據(jù)所

4、給器材對電流表 的內(nèi)接還是外接做出正確選擇.六、誤差分析1. 金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差.2 .測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響，因為電流表外接，所以R測vR真，由p =RS/L可知 p 測Vp真.3 .通電電流過大，時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差.七、實驗創(chuàng)新在此實驗中，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，從而使金屬絲電阻測量值偏小，可以改進實驗電路，消除由于電表內(nèi)阻的影響而帶來的實驗誤差.1 等效替換法連接電路如圖所示，R'為電阻箱，R為待測電阻，通過調(diào)節(jié)電阻箱 R ,使單刀雙擲開關(guān)R=R',即可測出盡.(此方法S分別接a和b時，若電流表中的電流示數(shù)

5、相同，就表明 可以在沒有電壓表的情況下順利進行)2附加電阻法連接電路如圖所示，F(xiàn)0為一阻值較大的固定電阻，F(xiàn)X為待測電阻.(1) 斷開S2，閉合Si調(diào)節(jié)變阻器R,使電流表、電壓表都有一個適當(dāng)讀數(shù)，記下兩表讀數(shù)11、U1.(2) 保持變阻器阻值 R不變，再閉合記下兩表的讀數(shù) 丨2、U2. Ui U2(3) 待測電阻 Rx -Il I 2八、實驗?zāi)康牡母淖儾糠挚碱}已由“測量金屬電阻率”的實驗發(fā)生了拓展變化，要求考生能測出諸如導(dǎo)線 長度或者導(dǎo)體橫截面積等物理量。長度為L,欲測量該樣品的內(nèi)徑，但內(nèi)徑太小，無法直接測量現(xiàn)提供以下實驗器材：A. 螺旋測微器B. 電流表 A1 （量程50mA內(nèi)阻r1=100

6、 Q）C. 電流表 A2 （量程100mA內(nèi)阻r2約為40 Q）D. 滑動變阻器 R1 （0 - 10Q，額定電流2A）E. 直流電源 E （12V,內(nèi)阻很?。〧. 上述導(dǎo)電材料 R2 （長L約為5cm,電阻約為100 Q）G開關(guān)一只，導(dǎo)線若干請用上述器材設(shè)計一個盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案 用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖2所示，其示數(shù) D=mm 在所給的方框中畫出設(shè)計的實驗電路圖，并標明所選器材. 用已知的物理量和所測得的物理量的符號表示樣品的內(nèi)徑d=.2. 某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻. 分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的

7、示數(shù)如圖（a）和如圖 （b）所示，長度為cm,直徑為mm佃）（b）（c）按如圖（C）連接電路后，實驗操作如下：（a）將滑動變阻器 R1的阻值置于最處（填“大”或“小”）；將S2撥向接點1,閉合S1，調(diào)節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I ；（b）將電阻箱R2的阻值調(diào)至最（填“大”或“小”），S2撥向接點2鳥保持R1不變，調(diào)節(jié)R2,使電流表示數(shù)仍為I，此時R2阻值為1280 Q;由此可知，圓柱體的電阻為Q3.實驗室購買了一根標稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實驗測其實際長度，該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2,查得銅的電阻率為 1.7 X 10 - 8Q ? m再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻

8、Rx,從而確定導(dǎo)線的實際長度.可供使用的器材有：電流表：量程 0.6A，內(nèi)阻約0.2 Q;電壓表：量程 3V,內(nèi)阻約9kQ;滑動變阻器R1：最大阻值5Q;滑動變阻器R2：最大阻值20Q;定值電阻：R0=3Q;電源：電動勢6V,內(nèi)阻可不計；開關(guān)、導(dǎo)線若干.（1）實驗中，滑動變阻器應(yīng)選 （填“ R1”或“ R2”），閉合開關(guān) S前應(yīng)將滑片移至端（填“ a”或“ b”）（2）在實物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接.（3） 調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為 0.50A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為 V（4） 導(dǎo)線實際長度為 m （保留2位有效數(shù)字）.4在做測定金屬的電阻率

9、的實驗時，需要對金屬絲的電阻進行測量，已知金屬絲的電 阻值Rx約為20Q. 位同學(xué)用伏安法對這個電阻的阻值進行了比較精確的測量，這位同學(xué)想使被測電阻 Rx兩端的電壓變化范圍盡可能的大.他可選用的器材有： 電源E:電動勢為 8V,內(nèi)阻為1.0 Q;電流表A :量程0.6A，內(nèi)阻約為0.50 Q; 電壓表V:量程10V,內(nèi)阻約為10k Q;滑動變阻器R:最大電阻值為5.0 Q;開關(guān)一個，導(dǎo)線若干. 根據(jù)上述條件，測量時電流表應(yīng)采用(選填“外接法”或 在方框內(nèi)畫出實驗電路圖. 若在上述實驗中，電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為 U,且電流表內(nèi)阻 RA電壓表內(nèi)阻RV均為已知量，用測量物理量和電表內(nèi)阻計算

10、金屬絲電阻的表達式Rx=5某同學(xué)在學(xué)完“測量金屬的電阻率”實驗后，找到一個柱狀導(dǎo)體材料，想利用實驗測量 其電阻率，利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量該導(dǎo)體的長度和粗細(1) 用螺旋測微器測截面直徑如圖甲，則該材料的直徑為 mm 利用20分度的游 標卡尺測量長度如圖乙，但該游標卡尺的游標尺前面部分刻度值被污漬覆蓋看不清，該材料長度為cm(2) 在本實驗中，為了減小電流表和電壓表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差，采用了圖丙所示的電路：測電阻過程中，首先，閉合電鍵 S1,將電鍵S2接2,調(diào)節(jié)滑動變阻器 RP和R使電壓表 讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U1、11 ;然后，將電鍵 S2接1 ,讀出這時電壓表和電流表的示數(shù) U2、12 .則待測材料的電阻可以表示為(3) 若本實驗中，測得金屬絲的長度為L,直徑為D,電阻為RX則該金屬電阻率的表達式為.6. 為了測量一微安表頭 A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路.圖中，A0是標準電流表，R0和RN