测定金属电阻率.
专题七 实验七：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
0.05 mm、0.02 mm，如下表所示：
每小格与 刻度格数(分度) 刻度总长度 1 mm 的差值
精确度 (可准确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
(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.
图 S7-3 (2)螺旋测微器的原理：测微螺杆 P 与固定刻度 B 之间的精 密螺纹的螺距为 0.5 mm，即旋钮 K 每旋转一周，P 前进或后退 0.5 mm，可动刻度 H 上的刻度为 50 等份，每转动一小格，P 前进或后退 0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.读数 时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又 Nhomakorabea千分尺.
甲
乙
图 S7-7
解析：根据串、并联电路的特点解题.根据题意知 RRAx>RRVx， 电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值.题 图甲的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1>Rx真；题图乙 的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2<Rx真.
答案：R x1 大于 小于
方法技巧：内接法和外接法可简记为“内大大，外小小”， 即内接法适合测量大电阻，测量值偏大，外接法适合测量小电 阻，测量值偏小.
考点 3 基本实验的考查
1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法
内容
限流式接法
分压式接法
对比说明
两种接法电 路图
串、并联关系不同
高考物理实验-测定金属电阻率
测定金属电阻率知识元测定金属电阻率知识讲解一、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．会用伏安法测定金属的电阻率．二、实验原理把电阻丝连入如图所示的电路，用电压表测其两端电压，用电流表测电流，根据R x=计算金属丝的电阻R x，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S，根据电阻定律计算出电阻率．三、实验器材毫米刻度尺、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．四、实验步骤1．测直径：用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d的平均值．2．测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L（即有效长度），反复测量三次，求出L的平均值．3．连电路：按照如图所示的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．测电阻：电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记录在表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值．5．算电阻率：将测得的R、L、d的值代入电阻率计算公式ρ=R=中，计算出金属丝的电阻率．或利用U-I图线的斜率求出电阻R，代入公式ρ=R计算电阻率．6．整理：拆去实验线路，整理好实验器材．五、注意事项1．金属丝的长度，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．2．用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，再取平均值．3．接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差．4．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．5．伏安法测电阻是这个实验的核心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正确选择．六、误差分析1．金属丝直径、长度的测量带来误差．2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测＜R真，由R=ρ可知，ρ测＜ρ真．3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．例题精讲测定金属电阻率例1.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。
实验八： 测定金属的电阻率
实验八：测定金属的电阻率,注意事项1．游标卡尺的读数：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最先对齐的游标格数，则记录结果表达(x＋K×精确度)mm。
2．螺旋测微器的读数：固定刻度数mm＋可动刻度数(估读一位)×0.01 mm。
3．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。
4．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。
5．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。
误差分析考点一测量仪器、仪表的读数及使用考向1游标卡尺和螺旋测微器1．螺旋测微器的使用(1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。
(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
2．游标卡尺(1)构造：如图所示，游标卡尺的主要部分是主尺和游标尺，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度少1 mm。
常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度分别为10、20、50刻度，可准确到0.1 mm、0.05 mm、0.02mm，见下表：线最先对齐的游标的格数，则记录结果为(x＋K×精确度)mm。
(2015·海南单科·11)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。
(十二)测定金属的电阻率
（十二）测定金属的电阻率一、实验思想方法和原理1、由公式R=ρL/S 知，金属导线的电阻率ρ=RS/L2、用毫米刻度尺测出金属导线的长度L ，用螺旋测微器测出导线的直径d ，从而算出横截面S ，再测出电阻R ，带入电阻率公式：ρ=RS/L 即可算出电阻率ρ。
3、测电阻R（1）测量方法用伏安法（参照实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”）。
（2）计算电阻值有两种方法○1计算法：将测出的3组U 、I 值分别带入公式R=U/I ，计算电阻R ，然后算出R 的平均值。
用这种办法时，如果滑动变阻器的全电阻与待测电阻阻值相近，接成限流式。
○2图像法：测出多组U 、I 值，用描点法做出U ～I 图线，图线的斜率即为待测电阻。
用这种办法时，滑动变阻器接成分压式。
二、器材选择1、选择顺序：先选电源，再选滑动变阻器，最后选电流表、电压表。
2、选择前提：保证每个器件都不被烧坏 （1）电流表、电压表不超过量程 （2）电路元件的电压、电流不超过额定值3、选择原则（1）电源选电动势较大的（实验现象明显）（2）电表选量程较小的○1电表要求在超过满刻度2/3的范围内读数 ○2量程小的表读数精确读高 （3）滑动变阻器选与待测电阻阻值相近的（调节作用明显）例：用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A 、电池组（3V ，内阻1Ω）B 、电流表（0～3A ，内阻0.0125Ω）C 、电流表（0～0.6A ，内阻0.125Ω）D 、电压表（0～3V ，内阻3k Ω）E 、电压表（0～15V ，内阻15k Ω）F 、滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A ）G 、滑动变阻器（0～2000Ω，额定电流0.3A ） H 、电键、导线。
上述器材中应选用的是________。
（填写各器材的字母代号）分析：（1）上述器材中应选用的是________。
○1先选电源：（电源选电动势较大的，只有一个，选择是唯一的。
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 。
实验一-测定金属的电阻率
【例 1】(1)如图 5 所示的三把游标卡尺，它们的游标尺的刻度从上至下分
别为 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分、49 mm 长 50 等分，它们的 读数依次为_1_7_.7_____m m ，_2_3_._8_5_____m m ，_3_.1_8_____m m ．
七、实验改进 在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量 值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的 实验误差． 1．等效替换法 连接电路如图所示，R 为电阻箱，Rx 为待测电阻，通过调节电阻 箱 R，使单刀双掷开关 S 分别接 1 和 2 时，电流表中的电流示数 相同，则表明 Rx＝R，即可测出 Rx.
图17
考点3 实验拓展创新
【例3】某研究性学习小组设计了如图所示的电路， 用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系。图 中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关， V为电压表，A为多量程电流表，R为滑 动变阻 器，Rx为待测稀盐水溶液液柱。(1)实验时，闭合 K之前将R的滑片 P置于__D__(填“C” 或“D”) 端；当用 电流表外接法测量 Rx的阻值时，K1应 置于位置__1_ (填“1”或“2”)。
2．附加电阻法 连接电路如图所示，R1 为一阻值较大的固定电阻，Rx 为待测电阻.
(1)S2 断开，闭合 S1，调节变阻器 R，使电流表、电压表都有一个 适当读数，记下两表读数 I1、U1. (2)保持变阻器 R 不变，再闭合 S2，记下两表的读数 I2、U2. (3)待测电阻 Rx＝UI11－UI22.
图14
图15
(3)为了提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻 Rx： 电流表 A1(0～3 A、约 5 Ω)；滑动变阻器 R1(0～1 kΩ)； 电流表 A2(0～30 mA、约 10 Ω)；滑动变阻器 R2(0～50 Ω)； 定值电阻 R0＝60 Ω；电源(4 V、约 1 Ω)及开关等，导线若干． ①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图 16 所示的电路 图，应选择的电流表是___A_2 ____，滑动变阻器是___R_2____；(填写符号)
实验9测定金属的电阻率
实验9测定金属的电阻率【基础】1.在“测定金属的电阻率”的实验中,以下操作错误的是()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【解析】选A、C。
实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它的分流作用很小,应采用电流表外接法,故A、C操作错误。
2.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,为了安全、准确、方便地测出金属丝的电阻R x,设计了如图所示实验电路图来完成实验,实验仪器如下:A.待测金属丝(R x约为5Ω)B.电压表V(量程1V,内阻R V=1kΩ)C.电流表A(量程0.6A,内阻R A=1Ω)D.定值电阻R1(阻值R1=0.5kΩ)E.定值电阻R2(阻值R2=2kΩ)F.滑动变阻器R3(0～10Ω)G.滑动变阻器R4(0～1000Ω)H.电源(电动势为3V,内阻很小)I.开关、导线若干(1)实验中定值电阻应选用,滑动变阻器应选用(选填仪器前面的字母)。
(2)用图中电路测量该金属丝的电阻,若某次测量中,电压表的读数为U,电流表的读数为I,该金属丝电阻的表达式为R x=(用测出或已知的物理量的符号表示)。
【解析】(1)电源的电动势为3V,而电压表V的量程为1 V,内阻R V=1kΩ,必须通过串联电阻来扩大量程,因此定值电阻应选用R2(阻值R2=2kΩ),从而达到3V量程,待测金属丝R x约为5Ω,且滑动变阻器是限流式接法,因此滑动变阻器应选用小电阻,即滑动变阻器R3(0～10Ω)。
(2)电压表的读数为U,那么金属丝与电流表两端的电压为3U,由于电流表的读数为I,则金属丝电阻R x=-R A。
【提高】3.某学生用如图a所示电路测金属导线的电阻率,可供使用的器材有:被测金属导线ab(电阻约10Ω,允许流过的最大电流0.8 A),稳恒电源E(电源输出电压恒为E=12 V),电压表V(量程为 3 V,内阻约 5 kΩ),保护电阻:R1=10Ω,R2=30Ω,R3=200Ω,刻度尺、螺旋测微器,开关S,导线若干等。
测定金属的电阻率
第十章
恒定电流
(2)变阻器R不变，再闭合S2，记下两 表的读数I2、U2.
U1 U2 (3)待测电阻 Rx＝ － . I1 I2
第十章
恒定电流
实验典例探究
实验数据的处理
例1
(2011· 高考浙江卷)在“探究导体电
阻与其影响因素的定量关系”实验中， 为了探究3根材料未知，横截面积均为S ＝0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率, 采用如图10－4－6所示的实验电路．
内接法
第十章
恒定电流
(3)两种电路的选择 ①阻值比较法：先将待测电阻的估计值 与电压表、电流表内阻进行比较，若 Rx 较小， 宜采用电流表外接法； Rx 较大， 若 宜采用电流表内接法．简单概括为“大 内偏大，小外偏小”． ②临界值计算法 Rx< RVRA时，用电流表外接法． Rx> RVRA时，用电流表内接法．
第十章
恒定电流
图10－4－2
第十章
恒定电流
2．测电阻率的原理把金属丝接入图 10－4 －2 所示的电路中，用电压表测金属丝两端 的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据 U Rx＝ I 计算金属丝的电阻 Rx， 然后用米尺测 量金属丝的有效长度 l，用螺旋测微器测量 金属丝的直径 d，计算出金属丝的横截面积 S；根据电阻定律 Rx＝ρl/S，得出计算金属 RxS πd2U 丝电阻率的公式 ρ＝ l ＝ . 4lI
第十章
恒定电流
实验器材 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度 尺、电池组、电流表、电压表、滑动 变阻器、开关、导线若干．
第十章
恒定电流
过程分析导引
实验步骤
1．用螺旋测微器在被测金属丝的三个
不同位置各测一次直径，
求出其平均值．
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一般可用限流式。
实验考点
通过本实验考查刻度尺和螺旋测微器的读数；伏安法测电阻（注意电流表的内、外接和滑动变 阻器的限流、分压接法）；电阻定律。
经典考题
1在“测定金属电阻率”的实验中，用千分尺测量金属丝的直径，禾U用伏安法测量金属丝的
电阻。千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则金属丝的直径是，电流表
读数是，电压表读数是，金属丝的电阻值是
2、在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m,直径小于1mm电阻在5Q左
右。实验主要步骤如下：
⑴用测量金属导线的长度I，测3次，求出平均值；
⑵在金属导线的3个不同位置上用测量直径d,求出平均值；
值为0~10Q的滑动变阻器调到最大阻值时，电路中的电流仍超过所选电流表的量程，所以滑 动变阻器只能选（H .另外，（I）和（J）则是必选的。
评注：选用实验器件一般应根据实验原理，遵循“可行”“精确”和“方便”的 原则。
“可行”是指选用的实验器件要能保证实验的正常进行.比如，线路中的限流电
阻必须满足要求，确保电流不能超过允许值；通过电流表的电流或加在电压表上的电压均不能 超过它们的量程；通过电源、滑动变阻器的电流不能超过额定值。所有的器件都必须符合实验 要求。
“方便”是指选用的实验器件要便于操作.比如，对于那种高阻值滑动变阻器，
尽管其额定电流值满足要求，但如果在实验中实际使用时只用到其中很少一部分线圈，不便于 保持，就不宜选用。
电阻率
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平 方毫米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。
国际单位制中，电阻率的单位是欧姆?米，常用单位是欧姆?平方毫米/米。
电阻率P不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，几 乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即p=po（1+at）。式中t是摄氏温度，po是0C
时的电阻率，a是电阻率温度系数。
由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状 态。如一个220V100W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。
测定金属的电阻率
实验目的
学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。
实验原理
用刻度尺测一段金属导线的长度，用螺旋测微器测导线的直径，用伏安法测导线
的电阻，根据电阻定律，金属的电阻率。
实验器材
被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电源、电键、滑动变 阻器、导线若干。
实验步骤
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;
5.将测得R、L、d的值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率；
6.拆去实验线路，整理好实验器材。
实验结论
P
根据电阻定律，得金属的电阻率，所以只要先用伏安法测出金属丝
电阻，用刻度尺测金属丝长度，用螺旋测微器测金属丝直径，然后代入公式即可。在测电阻 时，如果是小电阻，则电流表用外接法；反之，如果电阻较大，则电流表用内接法。由于金属 丝电阻一般较小（相对于电压表内阻来说），故做本实验时应采用电流表外接法.至于滑动变
现采用图所示电路进行测定，请按实验需要，选出适当的器材
答案
1、答案：1.415mm0. 42A7. 0V16.7
2、解：⑴米尺；⑵螺旋测微器；⑶测量部分用安培表外接法，因为被测电阻远小 于电压表内阻；滑动变阻器本实验中用限流电路或分压电路都可以，（图略）；电阻率可推
得: 」 。
3、 分析：应选（A）（C）（E）（H）（I）（J）.
⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电路图，并把右图
中所给的器材连接成测量电路。电流表要求用0-0.6A量程，内阻约1Q;电压表要求用0-3V
量程，内阻约几kQ;电源电动势为6V;滑动变阻器最大阻值20Q。在闭合电键前，滑动变 阻器的滑动触点应处于正确位置。根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为
R= pl
由于电源只有一个，（A）必选.由 -算出镍铬丝的电阻约为526Q，先不
1=—Ab0. C2SA= 2SmA考虑电流表、滑动变阻器的阻值，估算出电路中的最大电流，
可知电流表应选（C，只要控制电路中的电流不超过20mA就行.由于电源电动势才15V,考
虑到滑动变阻器等器件的分压，镍铬丝上的电压可被控制在12V内，电压表选（巳.由于阻
P=。
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3、为了测定一根长20.00cm、直径为0.220mm的镍铬丝的电阻率（电阻率约为
-’八丄），提供下列器材：
（A）电动势为15V的直流电源一只；（B）量程为0~200卩A、内阻约为3.7kQ的电流表一只；（0量程为0~20mA内阻约为40Q的电流表一只；（D）量程为0~2A、内阻 约为0.4Q的电流表一只；（E）量程为0~12V、内阻约为40kQ的电压表一只；（F）量程为0~15V、内阻约50kQ的电压表一只；（G）阻值为0~10Q、额定电流为1A的滑动变阻器一 只；（H）阻值为0~1kQ、额定电流为0.1A的滑动变阻器一只；（I）开关一个；（J）导线 若干.
2.按图所示的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认无误后，闭合电键K。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，断开电键求出导线电阻R的平均值；
“精确”是指选用的实验器件要考虑尽可能减小实验误差.比如，如果实验原理
不考虑电源和电流表的内阻及电压表的分流作用，就必须选用内阻小的电源和电流表及内阻大 的电压表；电流表、电压表在使用时，要用尽可能使指针接近满刻度的量程，因为这样可以减 小读数的误差，使用欧姆表时宜选用指针尽可能指在中间刻度附近的倍率挡位，因为高阻值区 的刻度较密，电阻值不易读准，误差大，而接近零欧姆处虽然刻度较稀，读数误差小，但乘上 相应的大倍率，误差同样会变大。