测金属丝的电阻率

适用条件 适用于测量
பைடு நூலகம்
(2)两种电路的选择 两种电路的选择 ①定量判定法 若已知待测电阻的大致阻值R 若已知待测电阻的大致阻值 x，电流表的 内阻R 和电压表的内阻R 内阻 A和电压表的内阻 V，则：当Rx>>RA或 Rx/RA>RV/Rx时，选用“内接法”，当Rx<<RV 选用“内接法” 选用“外接法” 或Rx/RA<RV/Rx时，选用“外接法”， Rx/RA=RV/Rx时，两种接法均可。简单概括即 两种接法均可。 大内偏大，小外偏小” 为“大内偏大，小外偏小”。
• (3)负载电阻的阻值 x小于变阻器总电阻 或相差 负载电阻的阻值R 小于变阻器总电阻R或相差 负载电阻的阻值 不多，且电压、电流变化不要求从零调起时， 不多，且电压、电流变化不要求从零调起时，可 采取限流接法． 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 两种电路均可使用的情况下， 两种电路均可使用的情况下 流式接法，因为限流接法总功率较小． 流式接法，因为限流接法总功率较小． • (5)特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以 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反复推敲， 及电阻允许通过的最大电流值反复推敲，以能减 小误差的连接方式为好． 小误差的连接方式为好．
• 六、误差分析 1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得到 金属丝的横截面积是利用直径计算而得到 的，直径的测量是产生误差的主要来源之 一； 2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，必然带 采用伏安法测量金属丝的电阻时， 采用伏安法测量金属丝的电阻时 来系统误差； 来系统误差； 3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读 金属丝的长度测量、 金属丝的长度测量 数等会带来偶然误差； 数等会带来偶然误差； 4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝 由于金属丝通电后发热升温， 由于金属丝通电后发热升温 的电阻率变大， 的电阻率变大，造成测量误差
三、实验器材 被测金属丝、米尺、螺旋测微器、 被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表电 流表、直流电源、开关、滑动变阻器、 流表、直流电源、开关、滑动变阻器、导 线若干。 线若干。
四、实验步骤 1.用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置分别测 用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置分别测 量金属丝的直径，将测量结果记入表格， 量金属丝的直径，将测量结果记入表格，求直径 的平均值，计算出金属丝的横截面积。 的平均值，计算出金属丝的横截面积。 2.用米尺测量接入电路中的被测金属丝的长度 ， 用米尺测量接入电路中的被测金属丝的长度l， 用米尺测量接入电路中的被测金属丝的长度 测量三次，将测量结果记入表格中。 测量三次，将测量结果记入表格中。 • 3.按图 按图7-3-3所示的电路连接好器材，注意滑动变 所示的电路连接好器材， 按图 所示的电路连接好器材 阻器应调在阻值最大的位置， 阻器应调在阻值最大的位置，电流表和电压表选 择好适当的量程。 择好适当的量程。 • 4.闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑动触片，读 闭合开关S， 闭合开关 调节滑动变阻器的滑动触片， 出几组相应的电流表和电压表的示数I和 的值 的值， 出几组相应的电流表和电压表的示数 和U的值， 记入记录表格内。 记入记录表格内。 • 5.打开开关 ，拆除电路，整理好实验器材。 打开开关S， 打开开关 拆除电路，整理好实验器材。 • 6.数据处理 数据处理
实验次数
1 2 3
电压U/V 电压
电流I/A 电流
电阻R/Ω 电阻
R /Ω
(4)金属丝材料的电阻率 金属丝材料的电阻率ρ= 金属丝材料的电阻率
RS / L =_________Ω·m。 。
五、注意事项 1.为减小金属丝横截面积带来的误差，测量直径时用螺旋 为减小金属丝横截面积带来的误差， 为减小金属丝横截面积带来的误差 测微器在金属丝的三个不同位置各测量一次，取平均值； 测微器在金属丝的三个不同位置各测量一次，取平均值； 2.测量金属丝的长度应该在接入电路后且在拉直的状态下 测量金属丝的长度应该在接入电路后且在拉直的状态下 进行，为减小误差应测量三次取平均值； 进行，为减小误差应测量三次取平均值； 3.为了减少由于温度变化而带来的测量误差，实验中注意 为了减少由于温度变化而带来的测量误差， 为了减少由于温度变化而带来的测量误差 通电时间不宜过长、电流不宜过大； 通电时间不宜过长、电流不宜过大； 4.测量电路采用电流表外接法，调节滑动变阻器阻值时注 测量电路采用电流表外接法， 测量电路采用电流表外接法 意同时观察两个电表的示数，尽量使表的指针偏转较大， 意同时观察两个电表的示数，尽量使表的指针偏转较大， 以减少读数误差，但是注意防止超过量程； 以减少读数误差，但是注意防止超过量程； 5.为了减小实验误差，测量金属丝的电阻时一般电流 、 为了减小实验误差， 为了减小实验误差 测量金属丝的电阻时一般电流I、 电压U测量多次 求出对应的电阻后取电阻的平均值， 测量多次， 电压 测量多次，求出对应的电阻后取电阻的平均值，实 验中也可以利用U-I图线求电阻 图线求电阻； 验中也可以利用 图线求电阻； 6.闭合开关 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有 闭合开关S之前 闭合开关 之前， 效电阻最大的位置； 效电阻最大的位置；
4.电阻率的测定原理 电阻率的测定原理 把金属丝接入如图所示的电路中， 把金属丝接入如图所示的电路中，用电压 表测金属丝两端的电压， 表测金属丝两端的电压，用电流表测金属 丝中的电流，根据R 丝中的电流，根据 x=U/I计算金属丝的电 计算金属丝的电 然后用米尺测量金属丝的有效长度l 阻Rx，然后用米尺测量金属丝的有效长度 用螺旋测微器测量金属丝的直径d， ，用螺旋测微器测量金属丝的直径 ，计算 出金属丝的横截面积S； 出金属丝的横截面积 ；根据电阻定律 Rx=ρl/S，得出计算金属丝电阻率的公式 ， ρ=RxS/l=πd2U/(4lI)。 。
伏安法测电阻
• 命题规律 根据题设要求选择适当仪器，设 根据题设要求选择适当仪器， 计符合要求的电路，并求出待测电阻值． 计符合要求的电路，并求出待测电阻值． • [考例 考例2] 如图所示为用伏安法测量一个定值 考例 电阻的实验所需的器材实物图， 电阻的实验所需的器材实物图，器材规格如 下：
(1)待测电阻 x(约100Ω) 待测电阻R 约 待测电阻 (2)直流毫安表 量程 ～10mA，内阻 直流毫安表(量程 直流毫安表 量程0～ ，内阻50Ω) (3)直流电压表 量程 ～3V，内阻 直流电压表(量程 直流电压表 量程0～ ，内阻5kΩ) (4)直流电源 输出电压 ，内阻不计 直流电源(输出电压 直流电源 输出电压4V，内阻不计) (5)滑动变阻器 阻值范围 ～15Ω，允许最大电流 滑动变阻器(阻值范围 滑动变阻器 阻值范围0～ ， 1A) (6)开关 个，导线若干 开关1个 开关 • 根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上 根据器材的规格和实验要求， 连线． 连线．
2.伏安法测电阻 伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较 电流表的内接法和外接法的比较
内接法 外接法
电路图
误差原因
电流表分压 U测=Ux+UA
电压表分流 I测=Ix+IV
电阻测量值
R测=U测/I测 =Rx+RA>Rx 测量值大于真实值 RA<<Rx 大电阻
R测=U测/I测 =RxRV/(Rx+RV)<Rx 测量值小于真实值 RV>>Rx 小电阻
• 3．伏安法测电阻的控制电路 ． • 供电电路是一般由电源和滑动变阻器按一定的 连接方式组成， 连接方式组成，滑动变阻器在供电电路中有两 种接线方法：限流式和分压式(如图所示 ．限 种接线方法：限流式和分压式 如图所示)． 如图所示 流式可省一个耗电支路，分压式电压调节范围 流式可省一个耗电支路， 大，应根据需要选用． 应根据需要选用．
一、实验目的 1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用 掌握电流表、 掌握电流表 方法； 方法； 2.掌握螺旋测微器的使用和读数方法； 掌握螺旋测微器的使用和读数方法； 掌握螺旋测微器的使用和读数方法 3.会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电 会用伏安法测电阻， 会用伏安法测电阻 阻率。 阻率。
• 二、实验原理 1.螺旋测微器的构造原理及读数 螺旋测微器的构造原理及读数 (1)螺旋测微器的原理 螺旋测微器的原理 测微螺杆F与固定刻度 与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为 测微螺杆 与固定刻度 之间的精密螺纹的螺距为 0.5 mm，即旋钮 每旋转一周，F前进或后退 每旋转一周， 前进或后退0.5 ，即旋钮D每旋转一周 前进或后退 mm，而可动刻度E上的刻度为 等份，每转动一 ，而可动刻度 上的刻度为50等份， 上的刻度为 等份 小格， 前进或后退 前进或后退0.01 mm。即螺旋测微器的精 小格，F前进或后退 。 确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分 确度为 。 位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 (2)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固 读数： 读数 定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。 定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。 测量值(毫米 固定刻度数(毫米 毫米)=固定刻度数 毫米)(注意半毫米刻线 测量值 毫米 固定刻度数 毫米 注意半毫米刻线 是否露出)+可动刻度数 估读一位)× 可动刻度数(估读一位 毫米) 是否露出 可动刻度数 估读一位 ×0.01(毫米 毫米
根据上面记录的数据，完成以下表格内容： 根据上面记录的数据，完成以下表格内容： (1)金属丝的长度 =_____cm=______m； 金属丝的长度 ；
l
实验次数
1 2 3
长度l/cm 长度
长度平均
l
/cm
直径 d/mm
直径平均 d /mm
横截面积 S/mm2
(2)金属丝的横截面积 金属丝的横截面积S=________mm2=________m2。 金属丝的横截面积 (3)金属丝的电阻 R =__________Ω。 金属丝的电阻 。