测定金属的电阻率
实验：测定金属的电阻率
六、注意事项 1.为了减小金属丝横截面积带来的误差，测量直径时用螺旋测 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； 5.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，实验中也可以利用 U-I图线求电阻； 6.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电 阻最大的位置； 7.对螺旋测微器读数时，注意半毫米刻度线是否露出。
七、误差分析 1.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，必然带来系统误差； 3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶 然误差； 4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大， 造成测量误差。
(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有10个的、20个的、
50个的，见下表：
每小格与1 刻度格数 刻度总长度 (分度) mm的差值 10 20 9 mm 19 mm 0.1 mm 0.05 mm
五.数据处理
实验次 数 长度 l/cm 长度平均 l /cm 直径 d/mm 直径平均 d /mm
实验12：测定金属的电阻率
实验十二：测定金属的电阻率【实验播放】1、实验目的：(1)掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法，掌握滑动变阻器在电路中的两种常用的连接方式。
(2)学会使用螺旋测微器，并会读螺旋测微器的读数． (3)理解伏安法测电阻的原理及如何减小误差． (4)间接测定金属的电阻率．2、实验原理：由电阻定律R =S l可知，金属的电阻率为ρ=lSR ，因此，测出金属导线的长度l 、横截面积S 和导线的电阻R ，便可求出制成导线的金属的电阻率ρ．3、实验器材毫米刻度尺，螺旋测微器，待测金属丝，电压表，电流表，滑动变阻器，干电池(2节)，开关，导线若干．．4、实验步骤(1)用螺旋测微器在金属丝上的三个不同位置上各测直径一次，求出直径d 的平均值． (2)用米尺测量连入电路的金属丝的长度l (以保证其测量长度为有效长度)，共测三次，再求出平均值．(3)依照图1 所示的实验线路图，用导线把器材连好(图中的R x 表示待测金属丝)，并把滑动变阻器的滑键置于正确的位置． (4)电路经检查无误后合上开关S ，调节变阻器，记录几组合适的U 、I 值．(5)断开开关，拆除导线，整理好器材．5、数据处理(1)将各测量值记入相应有表格： ①②③电阻的测量(R =U)(2)计算电阻率公式(用所测量的物理量表示)：ρ=lIUd 42π。
(3)计算金属导体的电阻R ，可以直接利用公式R =IU，算出对应的各组U 、I 的值所求出的R ，最后求R 的平均值．也可以用第二种方法，图像法求电阻的平均值，建立U 一I 坐标，把所测量的数据描点，画出U 一I 曲线，U 一I 曲线的斜率，就是金属丝的电阻平均值，在画U 一I 曲线时应注意U 一I 曲线应该是一条过原点的直线，所以要让所描的点尽量落在所画的直线上，或均匀分布于线的两侧，对于个别明显偏离直线的点，可以省略掉不予以考虑．把实验中所测得的l 、d 及所得到的电阻的平均值代入公式ρ=lRd 42π即可求得金属丝的电阻率．6、注意事项(1)本实验中，电流表应外接法．(2)闭合开关前一定把滑动变阻器的滑键置于正确的位置．若采用限流式，应把滑片置于阻值最大的位置；若采用分压式，应把滑片置于分出电压为零的那一端． (3)测R 时，应尽量多测几组U 、I 数据，并使数据变化范围适当大一些． (4)求R 的平均值有两种方法：第一种是用R ＝IUR 算出各次测量值再取平均；第二种是根据测量数据作出U 一I 图象，然后根据图象的斜率求出电阻．用此法描点时，要合适地选取坐标轴的单位，尽量使各点的距离拉大些．连线时要让尽可能多的点落在直线上，不落在直线上的点均匀分布在直线两侧．个别偏离直线较远的点应舍弃，以减小实验误差．(5)测金属丝长度时，应先将金属丝连人电路后再测量．(6)利用螺旋测微器测直径时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否露出；可动刻度的读数不要忘记估读一位数字．同时，测金属丝直径时，要选三个不同位置，不同方位测三次取其平均值．(7)通电时间不宜太长，电流不宜过大．7、误差分析(1)测金属丝直径时会出现误差，通过变换不同的位置和角度测量，然后再求平均值方法，达到减小误差的目的；(2)测金属丝长度时出现的误差，一定要注意到测量的是连入电路中的电阻丝的长度； (3)电压表、电流表读数时会出现偶然误差；(4)不论是内接法还是外接法，电压表、电流表内阻对测量结果都会产生影响；本实验中，由于金属丝的电阻不太大，应采用电流表外接法测电阻；(5)电流过大，通电时间过长，会使电阻丝发热导致电阻发生变化，产生误差；实验中应将电流控制在0.2～0.6A 之间．【试题解析】例1 测定金属电阻率实验中，以下操作中错误的是( )A ．用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值B ．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出平均值C ．用伏安法测电阻时，采用电流表内接电路，多次测量求平均值D ．实验中应保持金属丝的温度不变解析 A 选项中应为量出金属丝接入电路中的长度三次，而不应测量全长，故应选A ．B 选项是对的，测金属丝的直径时，一定要在三个不同位置进行测量然后求其平均值，故不选．C 选项中，因为通常情况下，金属导体的电阻很小与电压表内阻相差很大，满足R V >>R 的条件，应使用安培表的外接法，以减小误差，故选C 。
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。
测定金属的电阻率 (共20张PPT)
2．练习使用螺旋测微器。
【螺旋测微器】
（1）构造：
测微螺杆P
（2）原理： 可动刻度H上的刻度分 为50等份，螺旋测微器 的精确度为0.01 mm。
框架F
固定刻度 S
旋钮K
可动刻度H
微调旋钮 K′
0.486mm
0.536mm
4.078mm
1．实验测定金属电阻率的理论依据是电阻定律。 2．金属丝的电阻值可以用伏安法测出。 3．金属丝的长度应用毫米刻度尺测定，金属丝 的直径可以用螺旋测微器测定。 4．螺旋测微器的读数规则 测量值＝固定刻度整毫米数(＋半毫米数)＋可动
___C_____(填选项前的符号)。
A．1×10－2 Ω·m
B．1×10－3 Ω·m
C．1×10－6 Ω·m
D．1×10－8 Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪 器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是 __C_D_____(有多个正确选项)。 A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起 的误差属于系统误差
刻度读数(含估读)×0.01 mm。
毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表、 直流电压表、滑动变阻器(0～50 Ω)、电 池组、开关、导线、待测金属丝等。
(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，计算出导线的横截面积S.
(2)按原理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，
七、误差分析 1．金属丝直径、长度的测量带来偶然误差。 2．电流表外接法，R 测<R 真导致 ρ 测<ρ 真(系统误差)。 3．通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系 统误差)。
测定金属电阻率.
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。
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1：测定金属的电阻率
实验一：测定金属的电阻率一、实验原理：①用测量电阻的方法测量金属丝的电阻〔伏安法、伏伏法、安安法、等效替代法、半偏法等〕；②用米尺测量接入电路中金属丝的长度L；〔在拉直状态下，测三次取平均值〕③用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出其横截面积S；〔在三个不同的位置，测三次取平均值〕④据电阻定律R=ρL/S，计算出电阻率ρ=RS/L=πd2U/4ILPS：①为防止温度对电阻的影响，应使时间尽量短，电流尽量小；②此电路一般采用外接式，且应使电表示数偏转较大，以减小读数误差；③数据处理：多次测量U、I值，求出电阻之后，再对电阻取均值\\利用U-I图像求也可以；④实验前，一定要保证电路中的电流最小。
〔依据限流式或者分压式具体分析〕二、考点研析：考点1：游标卡尺和螺旋测微器的读数〔1〕游标卡尺的读数：方法：主尺〔cm〕+副尺〔n×精度〕n:与主尺刻线对齐的第n条线；精度：〔10等分〕0.1mm、〔20等分〕0.05mm、〔50等分〕〔2〕螺旋测微器的读数：方法：读数=固定刻度mm〔注意半格是否露出〕+可动刻度〔含估读〕考点2：全面考查实验“测定金属的电阻率”例题1：在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为50cm。
〔1〕用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值〕R.实验所用器材为：电池组〔电动势3V，内阻约为1Ω〕，电流表〔Ω〕，电压〔2〕用伏安法测量电阻丝的电阻Xk阻〕，滑动变阻器R〔0~20Ω，额定电流2A〕，开关，导线假设干。
某小组同学利用以上器材正确表〔内阻约3Ω连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：R是采用图2中的_____图(选填“甲”或“乙”)由以上实验数据可知：他们测量X〔3〕图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。
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2. 转动不可过快，否则由于惯性会使接触压力过大使测杆上 的精密螺纹变形，损伤量具；
3. 被测物表面应光洁， 4. 不允许把测杆固定而将被测物强行卡入或取出， 5. 螺旋测微器应估读一位，以mm作单位，应读到小数点后面
第三位； 6. 特别要注意半毫米刻度线。
9.270 mm
7.500 mm 5.804 mm
（3）测量金属导线的电阻R
➢按图连好电路（安培表外接法），并把滑线变阻
器阻值调至最大的位置。
➢电流表、电压表量程要选择恰当（指针偏角尽量
大些，且防超过满偏）。
➢电路检查无误后，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表，电压表的
示数I和U的值
➢（I不易过大，通电时间不易过长）， ➢记入记录表格内， ➢断开电键S， ➢求出电阻R的平均值
（也可画U—I图线求电阻）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（4）将测得的R，L，d的值代入电阻率计算 公式ρ = RS/L = πd2R/4L中，计算出金属导线的 电阻率。
最后要拆去实验电路，整理好实验器材。
螺旋测微器使用
注意事项：
1. 转动大旋钮K，当测微螺杆P将要接触被测物时，要停止使 用K，改为转动微调旋钮K′到夹住被测物，转轮发出声音为 止。
测定金属的电阻率 练习使用螺旋测微器
R l
s
Rs
l
（1）测量金属导线的有效长度L，是指接入电路部 分的长度，测量时应将导线拉直，用带毫米的刻度尺， 反复测量三次，求出平均值。
（2）测量导线的直径 d， 用螺旋测微器在三个不同 的位置上各测一次，取直径d的平均值。
测量结果以mm为单位，小数点后面必须保留三位。