測定金屬的電阻率

電學(xué)實驗實驗七測定金屬的電阻率第七章恒定電流根據(jù)電阻定律公式知道只要測量出金屬導(dǎo)線的長度和它的直徑d，計算出導(dǎo)線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻R，即可計算出金屬導(dǎo)線的電阻率【實驗?zāi)康摹?.掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及計數(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，并能測定金屬的電阻率【實驗原理】【實驗電路設(shè)計】電學(xué)實驗電路設(shè)計的思路與方法〔1〕首先應(yīng)明確題目的要求，看清題目要求測定什么物理量，驗證、探究什么物理規(guī)律，或要求設(shè)計到達何種標(biāo)準(zhǔn)的電路等。其設(shè)計原那么是：平安、方便、經(jīng)濟?！?〕控制電路的選擇①滑動變阻器兩種接法的比照〔2〕測量電路：電流表外接法②分壓和限流電路的選擇原那么從節(jié)能、簡單方面看優(yōu)先選擇限流式接法在以下情況下應(yīng)選用分壓式接法：①待測電阻的阻值遠大于滑動變阻器的最大阻值．②題中要求待測電阻上電壓變化范圍大，且要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)．③假設(shè)選用限流式接法，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流．控制電路：限流式接法【實驗器材】【實驗步驟】【數(shù)據(jù)處理】【本卷須知】(1)先測直徑，再連電路：為了方便，測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量；(2)電流表外接法：本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法；(3)電流控制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大．【誤差分析】誤差來源假設(shè)為內(nèi)接法，電流表分壓假設(shè)為外接法，電壓表分流長度和直徑的測量【案例1】為測量某一玩具電動機M中導(dǎo)線圈導(dǎo)線的電阻率，某實驗小組的局部實驗方案如下：(1)用螺旋測微器測得與導(dǎo)線圈導(dǎo)線同種規(guī)格的導(dǎo)線的直徑d如下圖，那么d＝________mm；(2)用多用電表測量電動機中導(dǎo)線圈的電阻Rx：選擇“×1〞倍率歐姆擋，并按正確步驟操作后，指針的位置如下圖(此過程電動機不轉(zhuǎn)動)，那么Rx＝________Ω.0.15525為了提高精度，他又用以下儀器再次測量導(dǎo)線圈的電阻Rx：電流表A1(0～3A、約5Ω)；滑動變阻器R1(0～1kΩ)；電流表A2(0～30mA、約10Ω)；滑動變阻器R2(0～50Ω)；定值電阻R0＝60Ω；電源(4V、約1Ω)及開關(guān)等，導(dǎo)線假設(shè)干．①實驗小組為使測量過程中電動機不轉(zhuǎn)動而采用了如下圖的電路圖，應(yīng)選擇的電流表是________，滑動變阻器是________．(填寫符號)A2R2?儀器選擇的根本思路(1)優(yōu)先考慮平安因素：各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓).(2)考慮讀數(shù)誤差因素：一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的1/3，以減小讀數(shù)誤差．(3)儀器選擇的一般步驟：①首先選擇唯一性的器材；②粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；③估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材．②按照實驗要求，多用電表已選擇“直流電壓2.5V〞擋作為電壓表使用，請依據(jù)電路圖將圖示的實驗電路中的實物圖用筆畫線代替導(dǎo)線將欠缺的兩處補完整．實物連線的原那么1．先串后并，接線到柱，注意量程和正負(fù)．2．對限流電路，只需用筆畫線代替導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安法〞四局部依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)．3．對分壓電路，應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三局部用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢上下，根據(jù)“伏安法〞局部電表正負(fù)接線柱的情況，將“伏安法〞局部接入該兩點間．③如圖是該實驗小組用測得的數(shù)值描繪出的圖象，其斜率表示的是________(填選項)．A．導(dǎo)線圈的電阻B．導(dǎo)線圈的電阻與R0阻值之和[例3](2023·北京·21)某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干，以及以下電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在實驗中，電流表應(yīng)選用_____，電壓表應(yīng)選用____(選填器材前的字母)；實驗電路應(yīng)采用圖中的____(選填“甲〞或“乙〞)．BC甲(2)圖是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了局部導(dǎo)線．請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線．

I＝0.50AU＝2.60V

5.2(4)假設(shè)在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是______；假設(shè)在(1)問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________．(選填選項前的字母)A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值[解析]甲電路中產(chǎn)生誤差的原因是由于電壓表的分流作用，使電流表的示數(shù)大于流過Rx的電流，選項B正確；乙電路的誤差來源于電流表的分壓作用，電壓表示數(shù)為Rx和電流表的電壓之和，選項D正確．BD(5)在不損壞電表的前提下，將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動距離x的增加，被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，以下反映U－x關(guān)系的示意圖中正確的選項是________．

7(2023·課標(biāo)全國卷)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(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電池．完成以下實驗步驟中的填空：(1)將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時___________________的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點2，調(diào)節(jié)_____，使_________________________，記下此時RN的讀數(shù)；(3)屢次重復(fù)上述過程，計算RN讀數(shù)的__________，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值．R0標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)RN標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I平均值3．用伏安法測定電阻約為5Ω的均勻電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池．如圖甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱上，底座的中間有一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時，觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出．實驗采用的電路原理圖如圖乙所示，測量電阻絲直徑所用螺旋測微器如圖丙所示．[變式題組](1)用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉(zhuǎn)動________使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉(zhuǎn)動________夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動________使F固定后讀數(shù)．(填儀器部件的字母符號)DHGG(2)根據(jù)電路原理圖乙，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物圖丁連接成實驗電路．

4．在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系〞的實驗中：(1)某實驗小組用如下圖電路對鎳鉻合金絲和康銅絲進行探究，a、b、c、d是四種金屬絲．①實驗小組討論時，某同學(xué)對此電路提出異議，他認(rèn)為，電路中應(yīng)該串聯(lián)一個電流表，只有測出各段金屬絲的電阻，才能分析電阻與其影響因素的定量關(guān)系．你認(rèn)為要不要串聯(lián)電流表？并簡單說明理由．____________________________________________不需要，串聯(lián)電路的電流處處相等，電壓與電阻成正比②幾根鎳鉻合金絲和康銅絲的規(guī)格如下表所示：電路圖中金屬絲a、b、c分別為下表中編號為A、B、C的金屬絲，那么金屬絲d應(yīng)為下表中的________(用表中編號D、E、F表示).編號材料長度L/m橫截面積S/mm2A鎳鉻合金0.300.50B鎳鉻合金0.500.50C鎳鉻合金0.301.00D鎳鉻合金0.501.00E康銅絲0.300.50F康銅絲0.501.00E(2)該實驗小組探究了導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系后，想測定某金屬絲的電阻率．①用毫米刻度尺測量金屬絲長度為L＝80.00cm，用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖甲所示，那么