实验报告：测定金属的电阻率

第二章第实验：测定金属的电阻率

成电路原理图．
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• 【解析】 (1)螺旋测微器主尺读数为1.5 mm ，螺旋刻度读数为 27.3×0.01 mm ＝ 0.273 mm，读数应为：1.5 mm＋0.273 mm ＝1.773 mm.
• (2)由于待测电阻Rx阻值约为4 Ω，额定电流约为0.5 A，故电流表选A1，电源选E1.
4l7Leabharlann • 六、误差分析• 1．金属丝直径、长度的测量带来误差．
• 2．电流表外接法，R测<R真导致ρ测<ρ真． • 3．通电时间过长，电流过大，导致电阻率
发生变化．
• 七、注意事项
• 1．为了方便，应在金属导线连入电路前测
导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连
入电路的导线的有效长度，且各测量三次，
金属丝直径d/m
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• 3.依照实验电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大．
• 4．电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记测录量表次数格内，1 断2 开3开关电阻S平. 均值
电压U/V 电流I/A 电阻Rx/Ω
• 【答案】 (1)1.773(1.771～1.775均正确) • (2)A1 E1 电路图如图所示
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实物图连接和数据处理
例2•
有一根细长而均匀的金属材料样品，
截面为外方(正方形)内圆，如图所示．此金
属材料质量约为0.1 kg～0.2 kg，长约为30
cm，电阻约为10 Ω.已知这种金属的电阻率
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• (3)使用方法：当A与F并拢时，可动刻度E 的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，使A、F正好接触待测物．在使用时，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，这样就不至于在F和被测物之间产生过大的压力，既可以保护仪器,又能保证测量结果的准确．

实验“测定金属电阻率”的方法步骤和技巧

1实验“测定金属电阻率”的方法、步骤和技巧山东省沂源一中（256100）任会常材料的电阻率是材料的一种电学特性。

由电阻定律公式 R =ρL /S 知，电阻率ρ=RS/L 。

因此，要测定金属的电阻率，只须选择这种金属材料制成的导线，用刻度尺测出金属导线连入电路部分的长度L ，用螺旋测微器测出金属导线的直径d ，用“伏安法”测出金属导线的电阻R ，即可求得金属的电阻率ρ。

一、实验方法1、实验器材①金属丝 ②螺旋测微器（千分尺）③刻度尺 ④电流表 ⑤电压表 ⑥学生电源 ⑦滑动变阻器 ⑧单刀开关 ⑨导线若干。

【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300W 电炉丝经细心理直后代用，直径0.4mm 左右，电阻5~10Ω之间为宜，在此前提下，电源若选3V 直流电源，安培表应选0~0.6A 量程，伏特表应选0~3V 档，滑动变阻器选0~20Ω。

2．实验方法（1）金属丝横截面积的测定：在金属丝上选择没有形变的点，用螺旋测微器在不同的方位上测金属丝的直径三次。

【点拨】测金属丝的直径时，每测一次转45°，如果金属丝上有漆，则要用火烧去漆，轻轻抹去灰后再测量。

切忌把金属丝放在高温炉中长时间的烧，也不要用小刀刮漆，以避免丝径变小或不均匀）。

求出该点的金属丝直径d ，在不同的点再测出金属丝的直径，求得金属丝直径的平均值后，计算出金属丝的横截面积。

（2）用刻度尺测出金属丝的长度。

（3）金属丝电阻的测定：按图1连接电路。

金属丝R 一定从它的端点接入电路。

滑动变阻器R 0先调至阻值最大的位置，闭合开关，根据电阻丝的额定电流和电流表、电压表的指针位置，适当调节变阻器的阻值大小，使电流表和电压表指针在刻度盘的1/3－2/3的区间。

改变电压几次，读出几组U 、I 值，由欧姆定律R ＝U /I 算出金属丝的电阻R ，再由公式ρ=RS/L 求得金属的电阻率。

二、实验步骤1．用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D ，求出其横截面积S =πD 2/4.2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次，求出平均值L 。

高中物理选修三实验：测定金属的电阻率

(1)用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成实物电路，要求连线尽量避免交叉，电流表、电压表选择合适的量程(已知电源电压为 6 V，滑动变阻器的阻值为 0～20 Ω)．
(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度的示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示．由
图可以读出金属丝两端的电压 U＝__2_.2_0__V__，流过金属丝的电流强度 I＝__0_.4_4__A__，金属丝的长度 l＝_3_0_.5_0__c_m_，金属丝的直径 d＝ 1_._8_5_0_×__1_0.－3 m
(2)由图可以看出：电 0～0.6 A，所以读数是 0.44 A；由于螺旋测微器的
半毫米刻度线已经露出，因此读数是 1.850×10－3 m；米尺的读数
是 40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm.
(3)由电阻定律得 ρ＝RlS＝U4πIdl 2＝
3．量长度：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，并记录．
4．求电阻：把滑动变阻器的滑动触头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触头的位置，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.
(4)闭合开关 S 之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻最大的位置．
(5)螺旋测微器读数时，注意半毫米刻度线是否露出．
题型 1 实验仪器的读数【例 1】一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到的结果如图所示，游标卡尺示数为__1_._0_5_0__ cm，螺旋测微器示数为__1_._0_4_4_6_ cm.
(3)请你画出实验电路图．

高中物理实验：测定金属的电阻率

【数据处理】
①在求 Rx 的平均值时可用两种方法
用
Rx
U I
分别算出各次的
数值，再取平均值. 用 U—I 图线的斜率求出.
②计算电阻率：将记录的数
据 U、I、L、d 的值代入电阻
率计算式
Rx
S L
d 2U
4IL
，计
算出金属导线的电阻率
【注意事项】
(1)先测直径，再连电路:为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量； (2)电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法； (3)变阻器调节:开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大. (4)电流控制:电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大． (5)实物连线: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．
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方法技巧
1．仪器选择的一般步骤 (1)首先选择唯一性的器材； (2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表)； (3)估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。 2．实物图连线的基本原则对限流式电路，一般是从电源的正极开始，把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。对分压式电路，应先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来，然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个，依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可。
(2)在图9中画完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号。 (3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图10所示，可读出电流表A1 的示数是__8_._0____mA，电流表A2的示数是__1_5_0____μA，测得待测电阻Rx的阻值是___1_8_7_._5_Ω。本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因测量值比真实值___偏__小___(填“偏大”或“偏小”)。

实验测定金属的电阻率

二、游标卡尺 1．构造：如图所示，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．
第七章实验七
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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．
主尺上读的毫米数 0.05 ＋0.05n
50
49
0.02
0.02
主尺上读的毫米数＋0.02n
第七章实验七
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4. 游标卡尺读数的技巧 ①一定要弄清所用卡尺的精度 ②读数时以mm为单位来读，读出后再按要求化成其他单
位．
③在读小数部分时，一定要认清游标尺上第几条刻度线与主尺上的刻度线对齐． ④若用X表示由主尺上读出整的毫米数，n表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示
第七章实验七
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可见，螺旋测微器的原理是利用螺旋的转动把微小的直线
位移转化为较大的角位移显示在圆周上，从而提高了对直线位
移测量的精确度．
第七章实验七
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2．螺旋测微器的读数规则测量时大于0.5 mm的长度由固定刻度尺上读出，小于0.5
第七章实验七
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3．按照原理图连好用伏安法测电阻的实验电路． 4．把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，

实验一测定金属的电阻率

2.测定金属的电阻率 (1)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，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值．。 (2)．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值． (3)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故应采用电流表外接法。
【实验目的】 1.掌握螺旋测微器的原理及读数方法。 2.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。 3.会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。
（3）读数方法：
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出，可由可动刻度零刻线与轴线的位置关系判断：零刻度在下则已经露出。 ②如图所示，固定刻度示数为 2.0 mm，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为 2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
0.011～0.014间的数据
【解析】(1)滑动变阻器是分压作用，为保护仪表，开始滑片P置于D端，电流表外接法测Rx阻值时，K1应置于1位置。
(2)由Rx=L/S得，=RxS/L =(3500×20×10-4)/(20×10-2)·m=35 ·m。
因为Rx=3 500 ，这一阻值远大于电流表内阻，而与电压表内阻较接近，所以选用电流表内接法误差较小，测量较准确，曲线1对应的较准确，所以曲线1对应内接法。由曲线1可得此时溶液浓度约为0.012%。
图16
②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压 2．5 V”挡作为电压表使用，请依据图 16 将图 17 所示的实验电路中的实物图用笔画线代替导线将欠缺的两处补完整； ③图 18 是该实验小组用测得的数值描绘出的图象，其斜率表示的是 ____B____(填选项)． A．导线圈的电阻 B．导线圈的电阻与 R0 阻值之和

测定金属的电阻率

拓展训练
有一根圆台状匀质合金棒如图所示，有一根圆台状匀质合金棒如图所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒长度L和两底面直径和两底面直径d、有关他进行了如下实验：有关。的电阻率ρ、长度和两底面直径、D有关。他进行了如下实验： (1)测量该合金棒电阻的实物电路如图所示相关器材的参数已在图中标出。测量该合金棒电阻的实物电路如图所示(相关器材的参数已在图中标出测量该合金棒电阻的实物电路如图所示相关器材的参数已在图中标出)。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是______。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是 ⑥ 。 (用标注在导线旁的数字表示用标注在导线旁的数字表示) 用标注在导线旁的数字表示 (2)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻改正电路后，改正电路后通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω。根据电阻定律计算长为L、直径分别为d和的圆柱状合金棒的电阻分别为的圆柱状合金棒的电阻分别为R 电阻率为ρ、长为、直径分别为和D的圆柱状合金棒的电阻分别为 d= 13.3 Ω、RD=3.38 Ω。他发现：在误差允许范围内，电阻满足 2=Rd·RD，他发现：在误差允许范围内，电阻R满足满足R 由此推断该圆台状合金棒的电阻R=____________。用表示) 由此推断该圆台状合金棒的电阻 4ρL/(πdD) 。(用ρ、L、d、D表示、、表示 π
例2、如图为用伏安法测量一个定值电阻丝阻值的实验所需的器材实物图，的器材实物图，器材规格如下：
100Ω ①待测电阻丝Rx(约100Ω). 待测电阻丝R ②直流毫安表(量程0～10mA,内阻50Ω). 直流毫安表(量程0 10mA,内阻50Ω 内阻50 ③直流电压表(量程0～3A,内阻5kΩ). 直流电压表(量程0 3A,内阻5kΩ 内阻5k ④直流电源(输出电压4V，内阻可不计). 直流电源(输出电压4V，内阻可不计). 4V ⑤滑动变阻器(阻值范围0～15，允许最大电流1A) 滑动变阻器(阻值范围0 15，允许最大电流1A) ⑥开关一个，导线若干. 开关一个，