测金属丝电阻率
实验12-测定金属丝的电阻率-相关知识.
实验：测定金属丝的电阻率基础知识（二）实验原理：R=ρ，S=πd2 【将测得R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ= =中，计算出金属导线的电阻率】根据电阻定律公式R=ρ，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率ρ.（五）注意事项(1本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，实验电路必须采用电流表外接法．(2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，亦即电压表并入两点间的部分为待测导线长度．测量时应将导线拉直．(3闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置．(4在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大(电流表用0～0．6 A量程，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大.(5求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U／I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象U—I（图线）的斜率来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.解题技法一、电流表外接法和内接法(1 电流表外接法:如图甲所示,由于电压表的分流,电流表测出的电流比R中的实际电流要大一些,所以R测真 .(2电流表内接法:如图乙所示,由于电流表的分压,电压表测出的电压比R两端的实际电压要大一些,所以R测>R真.(3电流表外接和内接的选择①用外接法时,测量电阻的真实值R=,由此可看出RV比R大得越多时,RV的分流越小,测量的误差越小.因此,外接法适宜测量小电阻.②用内接法时,测量电阻的真实值R=,由此可看出RA比R小得越多时,RA的分压越小,测得的误差越小.因此,内接法适宜测量大电阻.二、判定被测电阻的大小的方法(1若待测电阻的大约值已知时,当>,即R约<的情况下,可认为待测电阻是小电阻【即采用外接法】;当<,即R约>情况下,可认为待测电阻是大电阻【即采用内接法】.(2若待测电阻的大约值未知时,可根据实验中两电表的读数变化情况判定.如图所示,当电压表的一端分别接在a\,b两点时,若电压表的示数变化较大,说明待测电阻R可以与RA相比拟,待测电阻是小电阻.若电流表的示数变化较大,说明待测电阻R可以与RV相比拟,待测电阻是大电阻.三、滑动变阻器的两种接法【限流式和分压式】滑动变阻器在供电电路中有两种接线方式:限流式和分压式(如图.限流式可省一个耗电支路,分压式电压调节范围大,应根据需要选用.变阻器的分压与限流接法是高考的热点,虽然两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调节效果大不一样.(1负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R,须用分压式电路.(2要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调,须用分压式电路.(3负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差不多,且电压电流变化不要求从零调起时,可采取限流接法.(4两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流接法总功耗较小.(5特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲,以更能减小误差的连接方式为好.典例剖析典例一阻值约为30 kΩ的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的阻值.备选器材有:A.电源(E=16 V,r=2 Ω;B.电源（E=3 V,r=0.5 Ω）;C.电压表（量程0～15 V,内阻50 kΩ）;D.电压表（量程0～3 V,内阻10 kΩ）;E.电流表（量程0～500 μA,内阻500 Ω）；F.电流表（量程0～1 mA,内阻250 Ω）；G.滑动变阻器（阻值0～200 Ω）;H.电键一只，导线若干.(1从上述器材中选出合适的有用的器材____________：.(用字母表示(2画出实验电路图.解析：(1电阻R较大,故选大电源,提高I、U的数值，电源选A，电压表选C.I=mA≈0.5 mA电流表选E，再选GH.(2要较准确测量,故用分压式接法,比较各内阻关系,选内接法.答案：（1）ACEGH（2）如下图。
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 。
测定金属丝的电阻率
.
四、实验步骤
1.作原理图（电流表外接）
2.按实验电路连接实物电路。
3.用毫米刻度尺测量被测金属丝的有效长度 , 反复测量3次,填入表1并求出其平均值。 4.用螺旋测微器在被测金属丝上的3个不同位 置各测一次直径 ,填入表1并求出其平均值
5.把滑动变阻器的滑动片调到电阻值最大的 位置,检查电路确认无误后, 闭合电键。滑动 滑动变阻器滑片的位置3次, 读出相应电流 表、电压表的示数填入表2，断开电键，求 出对应的电阻及平均电阻。
解析
2.读下列螺旋测微器读书
3．在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线 的电阻Rx约为5 Ω.实验室备有下列实验器材： A．电压表V1(量程3 V，内阻约为10 kΩ) B．电压表V2(量程15 V，内阻约为70 kΩ) C．电流表A1(量程3 A，内阻约为1 Ω) D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω) E．变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A) F．变阻器R2(0～2000 Ω，0.1 A) Gபைடு நூலகம்电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω) H．开关S，导线若干 (1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的 实验器材有________ 。 (2)为减小实验误差，画出实验电路图。
结论及 误差 数据处 理
实验步 骤
一、实验目的
1、练习使用螺旋测微器；
2、会用伏安法间接测定金属丝的电阻率；
二、实验原理
根据电阻定律可得：
r = R
s l
三、实验器材
1.电阻定律演示器（镍铬合金丝电阻约
为5Ω）;
2.导线（7根）;
3.毫米刻度尺; 4.电压表（1个、内阻大于2kΩ）;
5.电流表（1个、内阻约为2Ω）;
测量金属丝的电阻率
图1
＋23.2×0.01 mm＝0.732 mm。
答案 60.20 0.732
(2)测量金属线的电阻时，为了便于调节及测量尽可能 准确，实验中电流表应选________(填所选仪器前的 字母符号)；选择合适的实验器材，在图丙方框内把 实验原理图补充完整，把器材符号标在电路图上。 解析 待测电阻的最大电流 Imax＝ER＝0.6 A，因此电 流表选择 A1，即选 C
回答下列问题： ①若想通过将电流表改装成量程为3 V的电压表来测量电压，则应选择电流表 ________( 填 “A1” 或 “A2”) ， 定 值 电 阻 ________( 填 “R2” 或 “R3”) ， 并 选 择 ________(填“并联”或“串联”)连接方式。 ②用题中所给的器材进行电路设计来完成对待测电阻Rx的测量，要求尽可能测 量多组数据，在虚线框中画出电路图并标注元件代号。 ③改变滑动变阻器滑片位置，测量多组数据，记录两电表示数I1与I2，并绘制 如下I2－I1图。由该图可得待测金属丝电阻Rx＝________(结果保留2位小数)。 ④由上述过程和结果可得金属丝电 阻率ρ＝________Ω·m(结果保留2位 小数，注：π取3)。
图2
答案 (1)2.095 15.150 (2)①A1 R3 串联 ②见解析图 ③1.45 Ω ④3.15×10－5(3.10×10－5～3.20×10－5均可) 解析 (1)先用螺旋测微器测得金属丝直径为2 mm＋9.5×0.01 mm＝2.095 mm 游标卡尺测得其长度为15.1 cm＋10×0.05 mm＝15.150 cm。
测量金属丝的电阻率
目录
CONTENTS
01 夯实必备知识 02 研透核心考点 03 提升素养能力
1
夯实必备知识
测定金属丝电阻率
V
A 甲 1、比值法选择电路
当
R RV RA R
时选用
安培表外接法
V A
乙
当
R RV RA R
时选用安培表内接法来自、试触法选择电路VA
a
b
当触头在ab两点接触时，如果电压表的变化 较大，则选用内接法，
如果电流表的变化较大，则选用外接法
结论: 测量小电阻时,一般选用安培表外 接法,测量大电阻时一般选用安培表内接法
重庆市203中学
黄晓清
2007年12月
测定金属丝电阻率
①金属丝的长度 l 可以用米尺测量
②金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，
即S=πd2/4
③根据部分电路的欧姆定律可知 R=U/I
一、用刻度尺测出金属丝的长度
二、螺旋测微器测金属丝直径
测微螺杆
制 动 螺 丝
微 调 旋钮 旋 钮
刻度原理
每转动一周，退出0.5mm
c、题目中要求“被测部分的电压变化范围尽可能大”、“多测量 几组数据”、“电压表示数从0开始变化”、“滑动变阻器易于 调节”
思考:实验室测金属丝电阻采用哪种接法?
例1 (P34) ：实验室要测量一根镍铬合金丝的电
阻率,已知金属丝的电阻大约为10欧,现要求用伏安法 测出其准确的电阻,备有如下器材: 1.电池组,电动势为3V 2.电池组,电动势为8V 3.电流表,量程0---0.6A, 内阻 0.4Ω 4.电流表,量程0---3A, 内阻0.01 Ω 5.电压表,量程0---3V, 内阻1k Ω 6.电压表,量程0---15V, 内阻5k Ω 7.滑动变阻器，规格0---1k Ω, 1A 8.滑动变阻器，规格0---20 Ω , 2.5A 9. 电键一只,导线若干
测定金属丝的电阻率
B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω)
C．电流表(0～3 A，内阻0.01 Ω) D．电压表(0～3 V，内阻1 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻5 kΩ) F．滑动变阻器(0～100 Ω，额定电流1 A)
G．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)
返 回 幻 灯片 23
(3)在方框内画出电路图。
2、金属丝的长度L可以用毫米刻度尺测量． 3 、金属丝的横截面积 S 由金属丝的直径 d 算出，其 中d用螺旋测微器测出，即S＝πd2/4. 总之：①若用实验中直接测出的物理量来表示电阻 d U 率，则金属丝的电阻率的表达式为ρ＝ 4 LI 2 L d U ②用到的公式：R S R S 4 I
(2)金属丝的横截面积S＝________mm2＝____________m2.
(3)金属丝的电阻R＝________Ω. 实验次数 1 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω R/Ω
2
3 (4)金属丝材料的电阻率ρ＝ ＝________Ω·m.
六、注意事项： 1、本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减少 实验的系统误差，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、电键、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成 主干线路（闭合电路），然后依次把电压表并联在 待测金属丝的两端；
答案：ADEG
螺旋测微器、开关、导线、米尺
解析：测金属丝的电阻率根据电阻定律 R L ＝ρ ，需要测量电阻 R，电阻丝长度 L、和横 S 截面积 S，由欧姆定律可求出 R，由米尺测量 长度 L，先用螺旋测微器测出直径后计算出面 积．即可求电阻率．
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例题7、 实验室中有以下实验器材： A．金属丝(L)，长度为L0，直径为D B．电流表(A1)，量程10 mA，内阻r1＝40 Ω C．电流表(A2)，量程500 μA，内阻r2＝750 Ω D．电压表(V)，量程10 V，内阻10 kΩ E．电阻(R1)，阻值为100 Ω，起保护作用 F．滑动变阻器(R2)，总阻值约20 Ω G．电池(E)，电动势1.5 V，内阻很小 H．开关(S) I．导线若干 从提供的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来 测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能 高
金属丝电阻率测定
⎟⎞ 2 ⎠
ρ 2＋⎜⎜⎝⎛（m1∆－mm2）⎟⎟⎠⎞2
ρ2
+
⎜⎜⎝⎛（m1∆－mm 2）⎟⎟⎠⎞2
ρ
2
∆ρ＝
⎜⎛ ⎝
∆R R
⎟⎞ 2 ⎠
ρ
2＋⎜⎛ ⎝
4∆ d R
⎟⎞ 2 ⎠
ρ 2＋2⎜⎜⎝⎛（m1∆－mm 2）⎟⎟⎠⎞2
ρ2
变形，得
E
ρ＝
∆ρ ρ
＝
⎜⎛ ⎝
∆R R
⎟⎞ 2 ＋⎜⎛ ⎠⎝
4∆ d R
6
∑ (∆di )2
∆ A＝Sd＝
i =1
6 −1
= 10−3 ×
23 = 0.0022mm 5
d 的 B 类不确定度：
∆ B＝∆仪 = 0.005mm
即
d
的不确定度为
∆
＝
d
∆2A＋∆2B
＝0.006mm
（2）电阻值： 利用双桥测得：R =1.1618 欧姆，等级 0.02
R 的不确定度为： ∆ R＝∆ B＝∆仪＝R ×α％＝1.1618 × 0.02％ ＝0.00024Ω
实验物理讲稿_金属丝电阻率测定
4
2005 级实验物理讲稿
孙文斌
实验 9 金属丝电阻率测定
实验任务：测量一团无法理顺的漆包线电阻率 可供仪器：钢卷尺，游标卡尺，千分尺，万用表，电桥（单、双），天平（带砝码），细沙纸，
小刀，烧杯，细线，量筒等
1、问题分析： 由电阻率公式
ρ = RS L
可知，要测量电阻率 ρ ，需先测量电阻 R、横截面积 S、金属丝的长度 L； R → 电桥测量（单、双桥）
∆ρ＝
⎜⎛ ⎝
∂ρ ∂R
高中物理实验复习测定金属丝的电阻率
测定金属丝的电阻率一．实验原理:①把金属丝接入电路中，用测金属丝两端的电压U，用测金属丝中的电流I，利用欧姆定律R＝得到金属丝的电阻R。
②用测量金属丝的长度L，用测量金属丝的直径d，算出横截面积S。
③利用电阻定律R＝．得出金属丝电阻率的公式。
二．实验器材：米尺(最小刻度为毫米)一个，一个，和各一只，滑动变阻器(阻值范围0～50Ω)一个，电池两节，开关一个，一条适当长度的合金材料金属导线和连接导线若干．三．实验步骤：①用螺旋测微器测量金属导线的直径，再算出金属导线的横截面积．②用米尺测量接入电路中的被测金属导线的长度．③按电路图连接好电路．注意滑动变阻器应调在阻值最大的位置，电流表、电压表量程要选择恰当．④闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一适当的读数，并记录下来．⑤继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤④，做三次，记录下每次电流表和电压表的读数．⑥打开开关S，拆除电路，整理好实验器材．四.练习:1.测定金属丝的电阻（阻值3～5Ω）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在0—0.6A之间变化。
请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。
2.甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率.（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R= .（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：A. 电流表: 量程为0.6A，内阻约为0.1ΩB. 电压表: 量程为3V，内阻约为3kΩC. 滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1AD. 低压直流电源：电压6V，内阻忽略F. 电键K，导线若干在方框中画出实验电路图（3）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率ρ= （用测出的物理量的符号表示）3．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究小组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。
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(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列 器材： 电压表V1(量程0～3 V，内阻约3 kΩ) 电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)
电流表 A1(量程 0～100 mA，内阻约 5 Ω) 电流表 A2(量程 0～0.6 A，内阻约 0.1 Ω) 滑动变阻器 R1(0～10 Ω) 滑动变阻器 R2(0～1 kΩ) 电源 E(电动势为 4.5 V，内阻不计) 为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻 值，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器 应选 . (3)如图 6 所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺 两端的接线柱 a 和 b 上，刻度尺的中间有一个可沿 电阻丝滑动的触头 P，触头的另一端为接线柱 c，当 用手按下触头 P 时，触头 P 才与电阻丝接触，触
头的位置可在刻度尺上读出．实验中改变触头P与电阻
丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电流表
示数I保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的 长度L与对应的电压U.请在图7中完成实验电路的连
接．(要求：能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量)
(4)利用测量数据画出 U—L 图线，如图 8 所示，其 中(L0，U0)是 U—L 图线上的一个点的坐标．根据 U—L 图线，用电阻丝的直径 d、电流 I 和坐标(L0，
U0)可计算得出电阻丝的电阻率 ρ＝ 给字母表示)
.(用所
解析 (3)如下图所示(该图中电压表连接接线柱 b、 c 也对)
答案
(1)0.183(0.181～0.185) （4）π4dI2LU00
(2)V1
A1 R1
பைடு நூலகம்
记入记录表格内；断开电键S，求出导线电阻R的平均
值．
5．将测得的R、l、d值代入电阻率计算公式ρ=
，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．
注： 两个定律把 ρ 定，测 U 测 I 测直径，l 测量 莫松动，为减误差 A 外接，通过电流要适宜，变 阻器使用记心中．
【数据处理】
1．在求Rx的平均值时可用两种方法： (1)第一种是用Rx＝算出各次的数值，再取
实验 测定金属丝的电阻率
【实验目的】 1．学会用伏安法测电阻，测定金属丝的电阻率． 2．练习使用螺旋测微器，会使用常用的电学仪 器． 【实验原理】 欧姆定律和电阻定律，用毫米刻度尺测一段金属丝
的长度l，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏 安法测导线的电阻R，由R＝ ，所以金属丝的 电阻率ρ＝ .
【实验器材】 被测金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、 电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等． 【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.
2．依照电路图(图1)用导线将器材连好，将滑动变 阻器的阻值调至最大．
3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的
长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.
4．电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变 阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，
平均值．
(2)第二种是用U—I图线的斜率求出． 2．计算电阻率：将记录的数据Rx、l、d的 值，代入电阻率计算公式ρ＝
典例剖析 【例1】在“测定金属丝的电阻率” 的实验中，所用金属电阻丝的电 阻约为30 Ω.现通过以下实验测 量该金属材料的电阻率． 用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图
5所示，则该电阻丝直径的测量值d＝