恒定电流实验总结

实验测定金属的电阻率

一、螺旋测微器

1.构造

如图所示是常用的螺旋测微器，它的测砧A和固

定刻度G固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K′

和可动刻度H，测微螺杆P连在一起，通过精密

螺纹套在G上.

2.原理

精密螺纹的螺距是，即K每旋转一周，P前进或后退，可动刻度分成50等份，每一等份表示，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退.因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个.用它测量长度，可以精确到mm，还可以估读到(即毫米的千分位)，因此螺旋测微器又称为千分尺.

3.读数方法

先从固定刻度G上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数(注意估读).即有：

测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度.(注意

单位为mm)

如图所示，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为格，最

后的读数为：

4.注意事项

(1)测量前须校对零点：先使小砧A与测微螺杆P并拢，

观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重

合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，否则应加以修正.

(2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.

(3)测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K，改用微调旋钮K′，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K′，并拧紧固定旋钮.这样做既可保护仪器，又能保证测量结果的准确性.

二、游标卡尺

1．构造：如图实－1－4所示，

主尺、游标尺(主尺和游标尺上

各有一个内外测量爪)，游标尺上

还有一个深度尺，尺身上还有一

个紧固螺钉．

2．用途：测量厚度、长度、深度、

内径、外径．

3．原理：利用主尺的最小分度与

游标尺的最小分度的差值制成．

不管游标尺上有多少个小等分刻

度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个

刻度格数(分度) 刻度总长度差值

精确度(可准

确到)

10 9mm 20 19mm

50 49mm

4．读数：若用x 表示由主尺上读出的整毫米数，K 表示从 游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数， 则记录结果表达为(x ＋K ×精确度) mm .

三、测定金属的电阻率

1.实验目的

(1)练习使用螺旋测微器

(2)学会用伏安法测量电阻的阻值

(3)测定金属的电阻率

2．实验原理

欧姆定律和电阻定律．由R ＝ρL S

得要测ρ，需要测R 、L 、S.用毫米刻度尺测出金属丝的长度L ；用螺旋测微器测出金属丝的直径d ，得到横截面积S ＝πd 2

4

；用伏安法测出金属丝的电阻R ，由R ＝ρL S ，得ρ＝RS L ＝πd 2R 4L

. 3.实验器材

米尺(最小分度值1mm)、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝.

4.实验步骤

(1)用螺旋测微器在被测金属导线上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)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测量金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.

(4)电路经检查无误后，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，记入记录表格内，断开开关S ，求出电阻R 的平均值.

(5)将测得的R 、l 、d 的值代入电阻率计算公式ρ＝RS L ＝πd 2R 4L

.中，计算出金属导线的电阻率 5.注意事项

(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法.

(2)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、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端.

(3)金属导线的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量.

(4)接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，造成较大误差.

(5)要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差

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 x，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、开关和若

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Ω

D．电流表0～3 A，内阻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实验中实物接线如图7－4

－9所示，请指出该同学实物接线中

的两处明显错误．

1______________________________

_______________________________

___________

2____________________________________________

____________________________

2．一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并测得其直径为D，用多用电表测其电阻发现阻值小于1 Ω.为提高测量的精度，他从

图7－4－10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(下图中用R x表示)的电阻

A．电源E：电动势为 V，内阻不计

B．电压表V1：量程为0～ V，内阻约为2 kΩ

C．电压表V2：量程为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Ω

F．滑动变阻器R1：最大阻值5 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．开关S一个，导线若干

(1)实验时电压表选________；电流表选________；滑动

变阻器选________(填元件符号)．

(2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在

图中表明元件符号．

(3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件．

(4)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该

铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝

________.

3．将右图所示的螺旋测微器的读数写出来．

甲．______mm乙．______cm

3．(2008·全国卷Ⅱ)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的

直径，测微器的示数如图实所示，该铜丝的直径为

________mm.

解析：螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5 mm，可动刻度部分读数为0.093 mm，所以所测铜丝直径为4.593 mm.

4．(1)用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如下图所示，则测量结果应该

读作________mm.

(2)用螺旋测微器测圆柱体的直径时，

示数如下体所示，此示数为________mm.

5．在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻

R x约为5 Ω，实验室备有下列实验器材：

A．电压表○V1 (量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)

B．电压表○V2 (量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)

C．电流表○A1 (量程0～3 A，内阻约为Ω)

D．电流表○A2 (量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)

E．变阻器R1(0～100 Ω，0.6 A)F．变阻器R2(0～2000 Ω，0.1

A)

G．电池组E(电动势为3 V，内阻约为Ω)H．开关S，导线

若干

(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有____________________(填代号)．

(2)为减小实验误差，应选用图中________[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把实物图用线连接起来．

(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________Ω.

实验描绘小灯泡的伏安特性曲线

1．在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列

器材供选择：

A．待测小灯泡“ V、W”

B．电流表(量程3 A，内阻约为1 Ω)

C．电流表(量程0.6 A，内阻约为5 Ω)

D．电压表(量程 V，内阻约为10 kΩ)

E．电压表(量程 V，内阻约为50 kΩ)

F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA)

G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A)

H．电源(电动势为 V，内阻不计)

I．电键及导线等

(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变

阻器应选用________．(只需填器材前面的字

母即可)

(2)请在虚线框内画出实验电路图．

(3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的

示数如图7－5－5所示．则电压值为

________ V，电流值为________ A，小灯泡的

实际功率为________ W.

解析：待测小灯泡“ V、W”，额定电流0.5 A，额定电压为3 V，因此电流表选

C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，

小灯泡电阻很小，电流表外接．

答案：(1)C D G (2)如解析图所示(3)

2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如

下：

小灯泡L，“ V、0.3 A”电压表V，量程0～5 V，内阻5 kΩ

电流表A1，量程0～100 mA，内阻4 Ω电流表A2，量程0～500 mA，内阻Ω

滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流 A

滑动变阻器R2，最大阻值5 Ω，额定电流0.5 A

直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为Ω

(1)在上述器材中，滑动变阻器应选 ;电流表应

选 .

(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。

(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出如

图所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是(图中P 为小灯泡的功率)( )

实验 测定电池的电动势和内阻

一、实验目的

测定电源的________________。

二、实验原理

1、图中，电源电动势E 、内电阻r ，与路端电压U 、电流I 的关系可写为E = U + I r

2、图中，电源电动势E 、内电阻r 、电流I 、电阻R 的关系可写为 E= I R + I r

3、图中电源E 、内电阻r 、路端电压U 、电阻R 的关系可写为E= U + ( U / R) r

实验原理1是本节课的重点。测出几组U,I 数值，带入(1)式得到的方程两两组成方程组，可得到E ，r 值。这种方法误差较大。还可以多测出几组U,I 值，然后在U-I 坐标平面内描出各组U 、I 值所对应的点，然后通过这些点画一直线，如图所示，直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小，直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流I o =E/r ，因此可求的内电阻r=E/I o 。 例1．某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电

动势E 和内阻r .(电动势约为4 V ，内阻在几欧到几十欧之间)

A ．电压表V(量程6 V ，内阻约为 kΩ) B．电流表A(量程2 mA ，内

阻约为50 Ω)

C ．电阻箱R (0～ Ω)

D ．开关S 一只、导线若干

(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：

_____________________________________________

______________.

(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电

动势和内阻，请画出实验电路图．

(3)根据(2)中实验电路测得的5组U 、R 数据，已在

图中1U －1R

坐标系中描出了各点，请作出图象．根据图象求得E ＝________ V ，r ＝________ Ω.

例2.(2010·宜昌调研)现有一特殊的电池，其电

动势E 约为9 V ，内阻r 在35 Ω～55 Ω范围，

最大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势

和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实

验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以

不计，R 为电阻箱，阻值范围为0～9 999 Ω，R 0

E r S

I/A U/V

是定值电阻．

(1)实验室备有的保护电阻R 0有以下几种规格，本实验应选用( )

A ．10 Ω， W

B ．50 Ω， W

C ．150 Ω， W

D ．1 500 Ω， W

(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U 再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7－6－15乙所示的图线．则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示________．

(3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E 为________ V ，内电阻r 为________ Ω. 实验：多用电表的使用

一、实验目的

练习使用多用电表测电阻。

二、实验原理

多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），

表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百

μA ，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流

和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭

合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有 I g =R r r g ++ε

=中R ε （1） 当电笔间接入待测电阻R x 时，有

I x =x R R +中ε

（2）

联立（1）、（2）式解得

g x I I =中

中R R R x + （3） 由（3）式知当R x =R 中时，I x =

21I g ，指针指在表盘刻度中心，故称R 中为欧姆表的中值电阻，由（2）式或（3）式可知每一个R x 都有一个对应的电流值I ，如果在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。 由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。

一、实验步骤

1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。

2．选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡。

3．欧姆调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。

4．测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔。

5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k ”挡。

6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF ”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。

二、注意事项

1．多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。

2．测量时手不要接触表笔的金属部分。

3．合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在5

R 中~5R 中的范围）。若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位。每次换挡后均要重新欧姆调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。

4．测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF 挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电。

1．如图2-49 (a )所示足一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是(b )图中的图 ( ).

2．用多用电表的欧姆档（×1K Ω）检查性能良好的晶体二极管，发

现多用电表的表针向右偏转角度很小，这说明

（ ）

A ．二极管加有正向电压，故测得电阻很小

B ．二极管加有反向电压，故测得电阻很大

C ．此时红表笔接的是二极管的正极

D ．此时红表笔接的是二极管的负极 3．欧姆表电路及刻度盘如图2-50所示，现因表头损坏，换用一个新

表头.甲表头满偏电流为原来表头的2倍，内阻与原表头相同；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍，则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分

别为( )

A ．100Ω，100Ω

B ．200Ω，100Ω

C ．50Ω， 100Ω

D ．100Ω，200Ω

4．一个多用电表内的电池已使用很久了，但是转动调零旋钮时，仍可

使表针调至零欧姆刻度处.用这只多用表测出的电阻值R ’，与被测电阻的

真实值R 相比 ( )

A ．R ’=R

B ．R ’＞R

C ．R ’＜R

D ．无法确定

5．如图2-52所示是把量程为3mA 的电流表改装成欧姆表的示意图，

其中E 1=。结束后若将原电流表3mA 刻度处定为零阻值位置，则2mA 刻度处应标多少Ω？ImA 刻度处应标多少Ω？

Ω，×10档 Ω 1000Ω

13．下列使用多用表欧姆档测电阻的注意事项中，正确的说法是：__ ABCDF ____。

A ．如待测电阻与电源相连，就先切断电源，再用多用表欧姆档测量

图2-49

图2-50

图2-52

B．应使待测电阻与其他元件断开，并且不能用双手同时接触两表笔金属部分C．为使测量准确，应使表针指在中值电阻附近，否则应换档

D．每次更换量程都要将两表笔短接，进行调零

E．注意两表笔正、负极性不要接错

F．使用完毕，应将选择开关置于空档OFF，或交流电压最高档