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/4IL PS：①为避免温度对电阻的影响，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）0.02mm
（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）×0.01mm
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）
（2）用伏安法测量电阻丝的电阻XR.实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约为1），电流表（内阻约0.1），电压表（内阻约3k阻），滑动变阻器R（0~20，额定电流2A），开关，导线若干。某小组同学利用以上
器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 . ;. 由以上实验数据可知：他们测量XR是采用图2中的_____图(选填“甲”或“乙”)
（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。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物图的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。
（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请
在图4中标出第2、4、6次测量数据的3个坐标点，并描绘出IU图线，由图线得出金属丝的阻值R=______ (保留2位有效数字)。 5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___________（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选项是_________（有多个正确选项）。 A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D. 用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差 针对训练 1.某待测电阻的额定电压为3V（阻值大约为10Ω）．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材 A：电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω） B：电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω） C：电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ） D：电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ） E：滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω） F：滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω） . ;. G：电源E（电动势4V，内阻可忽略） H：电键、导线若干． ①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可） 电流表_________；电压表___________；滑动变阻器_____________．
②下列给出的测量电路中，最合理的电路是 2.某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率，已知电阻丝的长度为L，电阻约为20Ω，可提供的器材有：
A：电流表G，内阻120gR，满偏电流mAIg3 B：电流表A，内阻约为0.2Ω，量程为0~0.6A C：螺旋测微器 D：电阻箱（0~9999Ω，0.5A）
E：滑动变阻器gR（5Ω，1A） F：干电池组（3V，0.05Ω） G：一个开关和导线若干 他进行了以下操作： ①用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。如图所示为螺旋测微器的示数部分，则该次测量测得电阻丝的直径d= mm。 ②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量3V的电压，则电阻箱的阻值应调为R0= Ω。 ③设计实验电路图。图中虚线框里只是他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整。
④实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。
V A Rx
E S R Ａ
V Rx
E S R A
Ｂ
V Rx E S R A Ｃ V Rx
E S R A
Ｄ .
;. ⑤测量并计算电阻率。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为l1，电流表A的示数为l2。请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式 = 。
3.在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。 ①用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图13所示，则该电阻丝直径的测量值d= mm； 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0～3V，内阻约3kΩ）； 电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）； 电流表A1（量程0～100mA，内阻约5Ω）； 电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）； 滑动变阻器R1（0～10Ω）； 滑动变阻器R2（0～1kΩ）； 电源E（电动势为4.5V，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 。 4.有一根很细的均匀空心金属管，管长约50cm、电阻约为10Ω，现需测定它的内径d，但因其内径较小，无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为ρ。实验室中可以提供下列器材： A．厘米刻度尺； B．毫米刻度尺； C．螺旋测微器； D．电流表（量程300mA，内阻约1Ω）； E．电流表（量程3A，内阻约0.1Ω）； F．电压表（量程3V，内阻约6kΩ）； G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）； H．滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）； I．蓄电池（电动势6V，内阻0.05Ω）； J．开关一个及带夹子的导线若干。 请设计一个实验方案，要求实验误差小，便于调节。回答下列问题： ①实验中应测物理量的名称及符号是 ； ②应选用的实验器材有 ；（填字母） ③在方框中画出实验电路图； ④按照你设计的电路图将图中所示仪器连成实验电路；
⑤用测得的物理量和已知量写出计算金属管内径d的表达式为d = 。 5.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。横截面如图8所示。
+ A +
待测管 .
;. ①用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图9所示，金属管线的外径为_________mm； ②现有如下器材 A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω) B．电流表（量程3A，内阻约0.03Ω) C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ) D．滑动变阻器（1750Ω，0.3 A) E．滑动变阻器（15Ω，3A) F．蓄电池（6V，内阻很小) G．开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（只填代号字母）。 ③请将图10所示的实际测量电路补充完整。
④已知金属管线样品材料的电阻率为，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是 。计算中空部分截面积的表达式为S= 。 6．（5分）有一个电阻Rx，其阻值大约为20Ω，现要更精确地测量其电阻，手边现有器材如下： A．电源E（电动势12.0V，内阻为0.5Ω）； B．电压表（0～3～15V，内阻大于3kΩ）； C．电流表（0～0.6～3A，内阻小于1Ω）； D．滑动变阻器R1（0～10Ω，2.0A）； E．滑动变阻器R2（0～1700Ω，0.3A）； F．开关S和导线若干。 （1）滑动变阻器应选用 （填写器材代号）。连接电路时，电压表的量程应选 V，电流表的量程应选 A。 （2）请在右边方框中画出实验电路图。 2.答案：（2）（10分）①0.265~0.267 ②880
)(4)(12012IlLRRIdg③如下图 ④如下图
图10
图9 图8
d 0 1 10
20
0 mm
《实验：金属丝电阻率的测量》教案
电压表V1:0~3 V量程,内阻约为3 kΩ;电压表V2:0~15 V量程,内阻约为15 kΩ;电源电压约为3 V,滑动变阻器最大值5 Ω;待测金属丝的总电阻约为10 Ω;一个开关和若干导线;测量长度的工具:毫米刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器。
1.长度的测量本实验需要测量接入电路中电阻丝的有效长度l和电阻丝的直径d，实验提供了毫米刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器三种测量工具。
测量工具的选择既要考虑使用的方便，也要考虑测量误差的大小，我们分别进行选择。
【问题1】测量电阻丝的有效长度l要选用哪种测量工具？【学生】电阻丝总长度为几十厘米，所以应选用毫米刻度尺，注意刻度尺的分度值为1mm，读数时可读到0.1mm。
【问题2】测量电阻丝的直径d要选用哪种测量工具？因为电阻丝比较细，所以直接用刻度尺测量就会产生比较大的误差，提供如下2种方案可选。
方案1：用刻度尺测量电阻丝的直径如图所示，取一段电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕，用刻度尺测量出总宽度，再除以圈数，通过累积法提高测量的准确度。
方案2：用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径。
【学生】为了测量方便和减小误差，选用螺旋测微器进行测量，注意其分度值为0.01mm，可读到0.001mm。
2. 电阻丝电阻的测量初中我们就学过使用伏安法测量导体的电阻，需要测量电压和电流两个物理量，那么就要选择合适量程的电压表和电流表，所以第一步，选择电表量程。
【问题1】为了尽可能准确地测量电流和电压，电流表和电压表应该选择什么量程？【学生】电源电压约3V，因此电压表选择0~3V量程，由于待测电阻丝阻值大约为10Ω，电路中最大电流约为3除以10，大约为0.3A，因此电流表选择0~0.6A量程。
第二步设计测量电路，用伏安法测量电阻的电路有两种，一种是电流表内接法，另一种是电流表外接法。
之前的学习我们知道，电压表和电流表都不是理想电表，由于电压表和电流表内阻的影响，两种测量电路都存在系统误差。
第4讲 实验：测量金属的电阻率
三、实验器材 被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，
电压表(0～3 V)，滑动变阻器(0～50 Ω)，开关，导线若干。 四、实验步骤 1．用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均
电源 E(电动势 3 V，内阻较小)； 导线、开关若干。 (1)如图甲，用螺旋测微器测量金属丝直径 d＝______mm。
(2)为准确测出该金属丝的电阻，要求多测几组数据，请帮该同学在图乙方框 内画出测量该电阻 R 的电路原理图(标出所用仪器的代号)，写出对应的表达式 Rx＝________，表达式中各物理量的含义：______________________。 (3)如果用符号 d 表示测得金属丝的直径、L 表示金属丝的长度、Rx 为金属丝 电阻值，则该金属的电阻率 ρ＝______(用 d，L，Rx 表示结果)。
(1)为减小测量误差，实验电路应采用图________(选填“甲”或“乙”)；
(2)滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”)； (3)用已知量和测量的量表示待测电阻阻值的表达式为 Rx＝________，说 明式中各字母所表示的物理量含义：_______________________________； (4)用选定的电路测 Rx 的阻值，测量值和真实值的关系为 R 测_______(选填 “大于”“等于”或“小于”)R 真(只考虑系统误差)。
4．(2021·漳州模拟)某实验兴趣小组为了较为精确地测量某一定值电阻的阻值， 现准备了以下器材： A．待测电阻 Rx(约为 20 Ω) B．电压表 V(量程 0～15 V，内阻约为 5 kΩ) C．电流表 A(量程 0～10 mA，内阻约为 10 Ω) D．滑动变阻器 R1(0～10 Ω) E．滑动变阻器 R2(0～200 Ω) F．电源(电动势 E＝1.5 V，内阻约为 0.5 Ω) G．单刀单掷开关两个，导线若干
第4节 实验：测量金属的电阻率
(5)由题意知：UI11＝Rx＋RA＋R0， 由 U1-I1 图线的斜率可得UI11＝49.0 Ω。 UI22＝RA＋R0， 由作出的 U2-I2 图线的斜率可得UI22＝25.5 Ω。 故 Rx＝(49.0－25.5)Ω＝23.5 Ω。 答案：(1)C (2)不同 (3)见解析图甲 (4)见解析图乙 (5)23.5(23.0～24.0 都算对)
(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进 行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。
(3)如图 1 中 Rx 为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动 变阻器接入如图 2 所示实物电路中的正确位置。
(4)为测量 Rx，利用图 1 所示的电路，调节滑动变阻器测得 5 组电压 U1 和电流 I1 的值，作出的 U1-I1 关系图像如图 3 所示。 接着，将电压表改接在 a、b 两端，测得 5 组电压 U2 和电流 I2 的值，数据见下表：
②应用电流表半偏法测量 图线斜率的物理意义确定金属
铅笔芯的电阻。
电阻率的大小。
创新角度一 实验原理的创新 1．(2019·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。
(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如 图所示，其读数是________mm。 (2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝 的电阻。这段金属丝的电阻 Rx 约为 100 Ω，在方框中画出实 验电路图，并标明器材代号。 电源 E(电动势 10 V，内阻约为 10 Ω) 电流表 A1(量程 0～250 mA，内阻 R1＝5 Ω) 电流表 A2(量程 0～300 mA，内阻约为 5 Ω) 滑动变阻器 R(最大阻值 10 Ω，额定电流 2 A)
高考物理总练习7-4实验(一)测定金属的电阻率
高考物理总练习7-4试验(一)测定金属的电阻率一、选择题1．“测定金属旳电阻率〞试验中，以下操作中错误旳是( )A．用米尺测量金属丝旳全长三次，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，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采纳电流表内接线路，屡次测量后算出平均值；D．试验中保持金属丝旳温度不变[答案]AC[解析]应量出金属丝接入电路中旳有效长度，而不是全长；金属丝旳电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采纳电流表外接法，故AC 操作错误·二、非选择题2．(2021·南平适应性检测)不同材料旳物质，电阻率随温度旳变更规律是不同旳，一般金属材料旳电阻率随温度旳上升而增大，而半导体材料旳电阻率那么与之相反，随温度旳上升而减小·某课题探讨组须要探讨某种导电材料旳导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小旳线状元件W做试验，测量元件W旳电压、电流旳变更规律，并作出U－I图象，要求元件W两端电压从零渐渐增大·(1)他们应选用以下图所示四个测量电路中旳________电路进展试验(2)试验测得元件W旳电压与电流旳关系如下图·推断元件W是金属材料还是半导体材料？答：__________________________________________________ ______________________·[答案](1)C (2)半导体材料[解析](1)要求元件W旳电压从零开场渐渐增大，应选滑动变阻器旳分压式连接，元件W电阻较小，电流表采纳外接法，那么C选项正确；(2)由U－I图象可知，电阻随U增大(或温度上升)而减小，所以应为半导体材料·3．(2021·广东卷)某同学测量一个圆柱体旳电阻率，须要测量圆柱体旳尺寸和电阻·(1)分别运用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体旳长度和直径，某次测量旳示数如图(a)和图(b)所示，长度为________cm，直径为________mm·(2)按图(c)连接电路后，试验操作如下：(a)将滑动变阻器R1旳阻值置于最________处(填“大〞或“小〞)；将S2拨向接点1，闭合S1，调整R1，使电流表示数为I0；(b)将电阻箱R2旳阻值调至最________(填“大〞或“小〞)；S2拨向接点2；保持R1不变，调整R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；(3)由此可知，圆柱体旳电阻为________Ω·[答案](1)5.01 5.316(5.310～5.320) (2)(a)大(b)大(3)1280[解析](1)游标卡尺旳精度为0.1mm，所以L＝(50＋1×0.1)mm＝5.01cm，螺旋测微器旳读数为d·(2)为了爱护电流表，在接通电路之前，要使电路中旳总电阻尽可能大，然后渐渐减小电路中旳电阻·旳小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡旳I－U图象，有以下器材供选用：A．电压表(0～3V，内阻6kΩ)B．电压表(0～15V，内阻30kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)(1)用如下图旳电路进展测量，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)(2)通过试验测得此灯泡旳伏安特性曲线如下图，由图象可求得此灯泡在正常工作时旳电阻为________Ω；(3)假设将此灯泡与电动势6V、内阻不计旳电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω旳电阻·[答案](1)A D E (2)10 (3)11[解析]旳实际电流，由R＝U LI可求得电阻；假设将小灯泡与6V电源连接，由U L＝E－ER＋R1R1，可解得R1·5．为测量肯定值电阻R x(约15～20Ω)旳阻值，试验室供应旳主要器材如下：电池组E(电动势约3V)电流表(量程0～0.6A)电压表(量程0～3V)电阻箱R(阻值范围0～999.9Ω)为使测量尽可能精确，某同学用图甲所示电路进展测量·闭合开关，调整电阻箱R旳值，读出电阻箱旳阻值R及对应电表、旳示数，I、U，所得数据如下表所示：次数1234 5R/ΩI/AU/VIUΩ－11RΩ－1完成以下问题：(1)请用笔画线代替导线，将图乙中实物连成试验电路；(2)将电流表、电压表视为志向电表，那么电流表旳示数I 、电压表旳示数U 、电阻箱旳阻值R 及待测电阻R x 四个物理量之间满意旳关系式是________；(3)依据表中给出旳数据，在图丙给出旳坐标系中作出I U －1R 图象；(4)由作出旳I U －1R 图象，可求得电阻R x 旳测量值为R x ＝________Ω(保存3位有效数字)·[答案] (1)如图1所示(2)I U ＝1R ＋1R x(3)如图2所示 (4)16.1(15.3～18.2)[解析] (1)依据原理图连接实物图，这里要留意电表旳正进负出以及把导线接在电阻箱接线柱上；R x 与R 并联，那么U ＝R x ·R R x ＋R I ，整理可得I U ＝1R ＋1R x ·(2)依据数据描点连线，留意让尽可能多旳点落在图象上，不能落在图象上旳点分布在图象两侧，个别点偏离太大那么舍弃不用·(3)由表达式I U ＝1R ＋1R x 结合图象可知，截距为1R x －1，那么R x ·6．(2021·东北三校二模)有一个额定电压为10V 、额定功率在10～15W 之间旳用电器L (该用电器在电路中可用电阻符号表示)，为了测定它旳额定功率，现有下面器材可供选用：A ．电动势为3V 、15V 、50V 旳直流电源各一个(内阻均不计)B ．三种规格旳滑动变阻器各一个：R 1(规格为0～5Ω 3A)、R 2(规格为0～15Ω 2A)、R 3(规格为0～50 Ω 1 A)C ．量程分别为0～0.6A 、0～3A 内阻可忽视旳双量程直流电流表一只D ．量程为0～3V 、内阻为2kΩ旳直流电压表一只E ．阻值为r 1＝2kΩ、r 2＝6kΩ、r 3＝20kΩ旳定值电阻各一个(试验中只能选用一个)F ．开关一个，导线假设干利用上述仪器，为使测量尽可能精确、便利，并使耗电功率最小，请答复： (1)应当选择旳滑动变阻器是______________________________________________________________________________·(2)应当选择旳电流表量程是_____________________________________________________________________________·(3)画出测量电路图·(4)假设电表旳指针如下图，由此可求得该用电器额定功率P ＝________W(结果保存三位有效数字)·[答案] (1)R 2[解析] 由P ＝UI 得，用电器L 旳最大电流为1.5A ，又由R L ＝U 2P 得：用电器L 旳最大电阻为10Ω，为了测量便利和平安，滑动变阻器选用R 2，电流表选用0～3A ，由于选用旳滑动变阻器最大阻值为15Ω，而电路又无特别要求，那么电路选用限流供电，而电压表旳量程较小，须要改装电压表，r 2与电压表串联测电压，由串并联电路特点，3V U 0＝2kΩ2kΩ＋6kΩ，U 0＝12V ，由于电流表旳内阻可以忽视，电流表内接·电路图如下图·电压表旳读数为2.5V ，经计算可知用电器L 两端旳电压U L ＝10V ，电流表旳读数为1.2A ，那么P ＝U L I ·7．(2021·江苏三校联考)实际电流表有内阻，可等效为志向电流表与电阻旳串联·测量实际电流表G 1旳内阻r 1旳电路如下图．供选择旳仪器如下：①待测电流表G 1(0～5mA ，内阻约300Ω)； ②电流表G 2(0～10mA ，内阻约100Ω)； ③定值电阻R 1(300Ω)； ④定值电阻R 2(10Ω)； ⑤滑动变阻器R 3(0～1000Ω)； ⑥滑动变阻器R 4(0～20Ω)； ⑦干电池(1.5V)； ⑧电键S 及导线假设干·(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________·(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图· (3)补全试验步骤；①按电路图连接电路，将滑动触头移至最________端(选填“左〞或“右〞)； ②闭合电键S ，移动滑动触头至某一位置，记录G 1、G 2旳读数I 1、I 2； ③屡次移动滑动触头，记录相应旳G 1、G 2读数I 1、I 2； ④以I 2为纵坐标、I 1为横坐标，作出相应图象，如下图·(4)依据I 2－I 1图象旳斜率k 及定值电阻，写出待测电流表内阻旳表达式____________________________·[答案] (1)③ ⑥ (2)如图(3)①左 (4)r 1＝(k －1)R 1[解析] 依据试验原理，待测电阻r 1＝I 2－I 1I 1R ，因为两电流表旳量程之差与待测电流表旳量程相当，所以与G 1并联旳定值电阻旳阻值与r 1差不多，约为300Ω，可以使G 1示数有较大范围变更减小误差，故定值电阻选R 1；滑动变阻器用旳是分压式接法，应选用阻值较小旳变阻器，选R 4·由r 1＝I 2－I 1I 1R 1＝(I 2I 1－1)R 1，解得r 1＝(k －1)R 1·8．(2021·广东深圳一模)“描绘小灯泡旳伏安特性曲线〞试验中，供应旳试验器材有： A ．小灯泡(额定电压为3.8V ，额定电流约为0.3A) B ．电流表A(0～0.6A ，内阻约为0.5Ω) C ．电压表V(0～6V ，内阻约为5kΩ) D ．滑动变阻器R 1(0～10Ω，2A) E ．滑动变阻器R 2(0～100Ω，0.2A) F ．电源(6V ，内阻不计) G ．开关及导线假设干(1)试验中滑动变阻器选________(选填“R 1〞或“R 2〞)·(2)该同学设计了试验测量电路，通过变更滑动变阻器滑片旳位置，使电流表旳读数从零开场变更，记录多组电压表旳读数U 和电流表旳读数I ·请在图甲中用笔画线代替导线将试验电路连接完整·(3)该同学依据试验数据作出了如图乙旳U －I 图象，依据图象可知小灯泡旳电阻随着电流旳增大而________(选项“增大〞“减小〞或“不变〞)·[答案] (1)R 1 (2)如下图 (3)增大[解析] (1)试验采纳滑动变阻器旳分压式调控， 滑动变阻器应选R 1·(2)电流值和电压值从0开场可调，待测电阻旳最大阻值R x ＝,0.3)Ω≈13Ω，且R x <R A R V ，电流表采纳外接法·(3)由U －I 图象， 小灯泡旳电阻R x ＝UI 随着电流旳增大而增大·。
高中物理必修三教学讲义—实验：金属丝电阻率的测量
高中物理必修三教学讲义—实验：金属丝电阻率的测量[学习目标] 1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法. 2.了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法． 一、实验思路设计实验电路，如图1，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R 、长度l 和直径d (S ＝πd 24)，由R ＝ρl S 得：ρ＝RS l (用R 、S 、l 表示)＝πd 2R4l (用R 、d 、l 表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率．图1二、物理量的测量 1．电阻的测量根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U －I 图像求R . 2．电阻丝有效长度的测量用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l .反复测量多次，得到有效长度的平均值．3．电阻丝直径的测量电阻丝比较细，所以我们采用累积的方法测量，或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径d .在不同位置测量三次，取平均值d 后，根据S ＝14πd 2计算出电阻丝的横截面积S.三、数据分析1．数据处理(1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值．(2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度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的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑．(3)计算导体的电阻率：将三个测量值代入公式ρ＝RSl＝πd2R4l即可求电阻丝的电阻率．2．误差分析(1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大．(2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确．一、实验原理和操作在“测定金属丝的电阻率”的实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图2所示，则该金属丝直径的测量值d＝________ mm.图2(2)请根据如图3甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小．图3(3)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝________.(用题目所给字母和通用数学符号表示)答案(1)0.384(0.383～0.385均可)(2)见解析图(3)πUd2 4Il解析(1)螺旋测微器固定刻度示数为零，可动刻度示数为38.4×0.01 mm＝0.384 mm，故d＝0.384 mm.(2)接法如图所示．(3)根据欧姆定律有R x＝UI，又R x＝ρlS，S＝πd24，联立可得ρ＝πUd24Il.二、实验数据处理在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(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4所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．图4(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为电池组(3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材按照图5正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：图5次数1234567U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(3)图6是测量R x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置于滑动变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线．图6(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图7所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值R x＝________ Ω(保留两位有效数字)．图7(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m答案(1)0.398(0.397～0.399均正确)(3)见解析图(4)见解析图 4.4(4.3～4.7均可)(5)C解析(1)螺旋测微器的读数为0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm.(3)实物图如图甲所示(4)图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离较远的点应舍去，如图乙所示．图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值R x≈4.4 Ω.(5)根据R x＝ρlS得金属丝的电阻率ρ＝R x Sl＝πR x d24l＝3.14×4.4×0.398×10－324×0.5Ω·m≈1.09×10－6Ω·m，故选项C正确．针对训练(2020·北京牛栏山一中高二期中)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图8甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，作出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示．图8(1)金属丝的有效长度L为________ cm，直径D为________ mm，电阻R为________ Ω.(2)将测得的数据代入公式ρ＝________，即可求出金属丝的电阻率．[用第(1)问给出的字母表示]答案(1)98.70 5.780 6.5(2)πRD2 4L解析(1)毫米刻度尺的最小刻度是1 mm，需要估读到0.1 mm，故金属丝的有效长度L为98.70 cm.直径D为5.5 mm＋28.0×0.01 mm＝5.780 mm电阻为R＝UI＝2.60.4Ω＝6.5 Ω.(2)根据R＝ρLS＝ρLπD22得ρ＝πRD24L.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如图9所示．在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触，再旋动______(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．图9(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)图10甲中R x为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置．图10(4)为测量R x，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1－I1关系图像如图11所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在图11中方格纸上作出U2－I2图像．图11(5)由此，可求得电阻丝的阻值R x＝________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．答案(1)C(2)不同(3)如图所示(4)如图所示(5)23.5(23.0～24.0均可)解析(1)A起固定作用，便于读数；B为粗调，调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触；然后调节C，C起微调作用．(2)电阻丝电阻R＝ρlS，测量一段电阻丝的电阻，S为这段电阻丝的横截面积，而不是某位置处的横截面积，故应在不同位置进行多次测量，取平均值作为电阻丝的直径以减小误差．(4)把U2和I2的数据在方格纸中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上．(5)结合题图中图线的斜率可知R0＋R x＋R A＝49.0 Ω，R0＋R A＝25.5 Ω，解得R x＝23.5 Ω.。
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
高中物理实验测定金属的电阻率教案
高中物理实验测定金属的电阻率教案篇一：河北省高中物理实验10测定金属的电阻率第二部分高中物理实验物理选修3-1实验10测定金属的电阻率1.学习伏-安法测电阻，掌握测定金属电阻率的方法。
2.复习螺旋测微器的使用。
3.研究由于电表的接入而造成的系统误差及克服方法。
伏特表，安培表，直流电源，滑动变阻器，螺旋测微器，米尺，金属电阻丝（50cm—100cm），电键及导线。
根据电阻定律，一段金属丝的电阻值:LR=（1）S其中L为金属丝长度，S为横截面积，为金属电阻率，这是一个用来表示物质电阻特性的物理量，电阻率反映了物质对电流阻碍作用的属性。
电阻率大则说明这种材料的导电性能差，电阻率小则说明这种物质的导电性能好。
如铜和铝的电阻率分别为0.017欧·毫米2/米和0.028欧·毫米2／米(在200C)，而绝缘体的电阻率非常大，其数量级一般都在1012-1022欧·毫米2/米之间。
例如常用的绝缘材料硬橡胶其电阻率为1019-1022欧·毫米2/米。
必须指出的是电阻率不仅与导体的材料有关，还和导体的温度有关。
一般温度升高时电阻率随之增大，从而使导体的电阻值变大。
这种效应在导体中通过电流使导体升温时尤为明显。
例如220伏，100瓦的白炽灯泡，其热电阻为484欧姆，而不通电时的冷电阻只有40欧姆左右。
从（1）式可导出RS（2）L由（2）式可以看出，如果测出某金属丝的长度、横截面积和对应的电阻值，就可以计算出这种材料的电阻率。
对于给定的电阻丝（实际上是一段合金电阻丝），我们用米尺量出其长度，用螺旋测微器测出它的直径代入公式S=D/4，然后计算出其横截面积，用欧姆定律R=U/I计算出电阻。
把测量出的物理量代入公式（2），可求出电阻丝的电阻率。
测电阻的方法是通过伏特表和安培表测出加在电阻丝两端的电压和流过电阻丝的电流，然后借助于欧姆定律间接求出的，所以称为“伏—安法测电阻”。
121.用螺旋测微器测金属丝直径可以提高测量的精确度，可以读到毫米的千分位。
20实验原理：金属电阻率 伏安特性曲线
厦门一中2017级高二（上）物理练习 编者：cbq 审核：hzj 自编练习21测定金属的电阻率 实验报告班级 姓名 座号一、【实验目的】1．掌握伏安法测电阻，知道内接法与外接法的区别 2．学会使用螺旋测微器，能准确读数 3．测定金属的电阻率 二、【实验原理】 1．伏安法测电阻原理 ①电流表外接法（1）R 测= R 真= （2）误差原因 （3）测量值比真实值偏（4）使用外接法的条件： ②电流表内接法（1）R 测= R 真= （2）误差原因 （3）测量值比真实值偏（4）使用内接法的条件：2．螺旋测微器读数原理螺旋测微器（千分尺）是长度测量工具，用它测长度可以准确到0.01mm ，测量范围为几个厘米。
螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。
因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。
螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm ，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm ，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm 。
可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm ，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm 。
由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，又名千分尺。
测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。
这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。
部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数（注意估读）。
即有：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度（注意单位为mm ）。
如图：固定刻度示数为1.0mm ，不足半毫米部分从可动刻度上读的示数为19.4格，最后的读数为：1.0+19.4×0.01mm=1.194mm使用螺旋测微器应注意以下几点：①测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。
金属材料的导电性与电阻率实验测定
金属材料的导电性与电阻率实验测定导言金属材料的导电性与电阻率是材料科学中重要的物性参数。
通过实验测定金属材料的导电性和电阻率，可以评估材料的导电能力和电阻性能，为材料选择和应用提供依据。
本实验旨在利用简单的实验装置和方法，测定金属材料的导电性和电阻率，并探讨影响导电性与电阻率的相关因素。
实验步骤1. 实验材料和仪器准备本实验所需材料包括金属导线、电源、电流表、电压表和导电金属样品。
确保实验仪器的准确性和稳定性，如电流表和电压表的刻度准确、样品接触良好等。
2. 测量电路搭建使用导线将电流表、电压表和电源连接成串联电路，确保电路接线无误。
3. 金属样品处理清洁金属样品表面的油脂和氧化物，以保证电流顺利通过样品。
观察并记录金属样品的基本信息，如形状、尺寸、材料等。
4. 测定电阻率a) 将金属样品夹持在恒温水槽中，保持恒定的温度。
b) 依次调节电源和电流表，使电流依次通过金属样品，记录电流值I。
c) 依次调节电源和电压表，测量样品两端的电压V。
d) 根据欧姆定律，计算金属样品的电阻R = V/I。
e) 根据电阻率的定义，计算电阻率ρ = R * A / L，其中A为样品横截面积，L为样品长度。
5. 测定导电性a) 保持金属样品的恒定温度和电流。
b) 分别测量样品两端的电压V1、V2、V3等，并记录相应的电流I。
c) 根据电导率的定义，计算电导率σ = I / (V1 + V2 + V3)。
d) 将电导率与电阻率互为倒数，即σ = 1/ρ，可得到导电性与电阻率之间的关系。
结果与讨论通过上述实验步骤，我们可以得到不同金属材料的导电性和电阻率数据。
根据实验数据，我们可以进一步讨论导电性与电阻率的影响因素。
1. 温度对电阻率和导电性的影响实验中通过恒温水槽控制金属样品的温度，观察电阻率和导电性是否随温度的变化而变化。
通常情况下，温度升高，金属材料的电阻率会增加，导电性会降低。
这是因为温度升高时，金属晶体中电子受热运动加剧，电子与晶格之间的散射增多，电子的自由运动能力减弱，导致电阻率的增加。
测定金属的电阻率
测定金属的电阻率一、说明要求学会使用螺旋测微器，学会用伏安法测量电阻的阻值，用电阻的定义式求电阻率；会处理该实验中出现的仪器选择、电路连接方式及误差分析、电阻率计算等综合问题。
《测定金属的电阻率》是电学实验中最为核心的内容，一直是对实验知识和实验能力的综合考查的最佳切入点，新课改高考大纲与原来的考试大纲要求相同。
二、示例例1．在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长度和直径。
现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为mm.在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。
如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法：。
例2．（1）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为。
（2）利用图中给定的器材测量电压表V的内阻R v。
图中B为电源（内阻可忽略不计），R为电阻箱，K 为电键。
①将图中实物连接为测量所用的电路。
②写出实验中必须记录的数据（用符号表示），并指出各符号的意义：。
③用②中记录的数据表示R V的公式为R V = 。
例3．用以下器材测量一待测电阻R x的阻值(900～1000Ω)。
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V 1，量程为1.5 V，内阻r1=750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω；滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导线若干。
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1，试根据右图所示仪器画出测量电阻R x的一种实验电路原3理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线．（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示R x的公式为R x= 。
例4．利用螺旋测微器、米尺和图所示的器材(其中电流表的内阻为1Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5Ω的金属丝的电阻率。