实验-测定金属的电阻率(精)
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
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
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
测定金属的电阻率实验报告
测定金属的电阻率实验报告高二物理实验报告实验题目:测定金属的电阻率班级姓名小组年月日实(1)练习使用各种仪器。
验 (2)学习用测金属丝的电阻。
目(3)测定金属的电阻率。
的实验干电池两节(或学生电源)、电流表(0,0.6A)、电压表(0,3V)、滑动变器压器、开关、导线、、、金属丝材1实验准备(1) 螺旋测微器内部测微螺杆的螺距是0.5mm,则圆周上的点转一周,螺杆前进或后退 mm(将大圆周分成50等分,则圆周上的点转过一等份,螺杆前进或后退 mm。
固定刻度的最小分度对应螺距,即 mm,活动刻度的最小分度对应螺距的1/50,即 mm。
.(2)电阻的测量:由部分电路欧姆定律得,R= ,只要测出在电压U下通过导体的电流I,就可算出导体的电阻。
实(3)电阻率的测量:由电阻定律的,= ,可见,在电阻已经测定的验条件下,只要测出导体的长度L、横截面积S,即可算出某温度时步的电阻率,。
骤(4)本实验的电路图:2实验操作(1) 打开开关,将实验器材连接成实验电路。
(2) 闭合开关,调节,使电流表和电压表有合适的示数,读出并记下这组数据。
(3) 改变滑动变阻器的滑键位置,重复进行实验,,并记录在表格中。
(4) 用测出金属丝接入电路中的长度L,用在不同位置测出金属丝的直径d各三次求平均值。
3数据处理1..导线长度L= cm= m2..直径和截面积截面积S D/mmD/m(单位换算)直径平均值平均值 U/VI/AR3.电阻4.计算金属丝的电阻率实验金属丝的电阻率为结论(1)由于电表内阻的影响,使测量结果偏。
误差(2)产生误差的其他来源还有分。
析(1)练习使用各种仪器。
实验 (2)学习用测金属丝的电阻。
目的 (3)测定金属的电阻率。
实验干电池两节(或学生电源)、电流表(0,0.6A)、电压表(0,3V)、滑动变压器、开器材关、导线、毫米刻度尺、螺旋测微器、金属丝1实验准备(1) 螺旋测微器内部测微螺杆的螺距是0.5mm,则圆周上的点转一周,螺杆前进或后退 mm(将大圆周分成50等分,则圆周上的点转过一等份,螺杆前进或后退 mm。
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。
高中物理必修三实验一 测定金属的电阻率
高中物理必修三实验一测定金属的电阻率一、实验目的:1、练习使用电流表电压表及伏安法测电阻2、测定金属的电阻率二、实验原理:金属丝接入电路,用伏安法测金属的电阻R= ,又由电阻定律R= ,用螺旋测微器测得金属丝的直径d,用刻度尺测出金属丝的长度,得电阻率ρ= 。
三、实验器材:螺旋测微器、毫米刻度尺、电流表、电压表、开关及导线、待测金属丝,电源(学生电源)、滑动变阻器。
四、实验步骤:1、测直径:用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录。
2、连接电路:按实验原理中的电路图连接电路3、量长度:用测量接入电路中的待测金属丝的有效长度,重复测量3次并记录。
4、求电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值的位置。
电路经检查确认无误后,闭合开关S。
改变滑动变阻器的滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关。
5、拆除电路,整理器材。
五、注意事项:1、金属丝直径的测量:为了方便测量,测直径应在导线连入电路前进行,并把三个不同位置的测量结果求平均值。
2、金属丝的长度测量:应测量接入电路拉直后的有效长度。
3、测电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜过长,因为电阻率随温度而改变。
4、开关闭合器,滑动变阻器的阻值要调到最大。
六、误差分析:1、金属丝直径、长度的测量带来的误差(偶然误差)。
2、电流表外接带来的误差(系统误差)。
3、通电时间长、电流过大,都会导致电阻率发生变化。
(系统误差是)。
习题:2某小组同学通过实验测量金属丝的电阻率,现有的器材规格如下:A.待测金属丝电阻R x(大约10Ω),长度为LB.直流电流表A1(量程0~100mA,内阻约10Ω)C.直流电流表A2(量程0~0.6A,内阻约4Ω)D.直流电压表V (量程0~3V,内阻为3kΩ)E.定值电阻R0=3kΩF.直流电源(输出电压6V,内阻不计)G.滑动变阻器R(阻值范围0~5Ω,允许最大电流2A)H.开关一个、导线若干(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d,示数如图1所示,读数为 mm.(2)根据器材的规格和实验要求,为了减小测量误差,直流电流表应选(填选项前的字母)(3)在如图2方框内画出实验电路图(要求电压和电流的变化范围尽可能大一些).(4)某次测量中,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该金属丝的电阻率表达式为ρ= (用题中所给物理量的字母表示并忽略电表内阻的影响)。
高考物理电学实验(一)--测定金属的电阻率(含解析)
测定金属的电阻率一、仪表的读数仪器精确度/倍率读数规则及注意事项螺旋测微仪0.01mm 读数规则:固定刻度上的毫米数(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度上与固定刻度水平线所对的刻度值(注意估读)×0.01mm注意事项:①若半毫米刻度线露出,需加0.5mm,②可动刻度要估读,③可动刻度上末位估读的“0”不能舍弃,小数点后一定有3位小数.游标卡尺10分度:0.1mm20分度:0.05mm50分度:0.02mm读数规则:主尺上的整毫米数+n(游标尺上第n条刻度线与主尺上某刻度线对齐)x精确度.注意事项:①游标卡尺不需要估读,②读数时主尺和游标尺所用单位要统一为mm,最后根据题目要求转换单位.电阻箱1⨯、10⨯、、100⨯1000⨯读数规则:转柄式电阻箱的读数方法是R=AX1000Ω+B×100Ω+C×10Ω+D×1Ω,其中A、B、C、D分别是箱面上转柄指示头所指示的数值.如图所示,读数为R=7×1000Ω+4×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=7408Ω.针对练习1.某同学利用10分度游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的长度和直径,则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为_________mm,测量结果如图1、2所示,该工件的长度为________cm,直径为_________mm.2.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,测量结果如图1,其读数为______mm,用游标为50分度的卡尺测量某圆筒的内径,则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为______mm,测量结果如图2所示,此工件的直径为_______cm.3.现要测定一段粗细均匀的金属导体的电阻率,实验过程中螺旋测微器和电阻箱的测量结果分别如下:(1)螺旋测微器测量该金属导体的直径D,D测量结果如图1所示,由图1可知=_______mm;(2)由图2可知,电阻箱的读数为_______Ω.4.在以下每个图后面写出对应的读数(1)________cm,________mm.(2)_______mm,_____mm.(3)_______cm,________mm.(4)_______cm,_____mm.(5)___________mm.二、电流表、滑动变阻器接法的判断方法、测电阻的原理1.电流表的内外接法判断电路图判断方法测量值与真实值对比分析 内接法V A x R R R >测量值测得的是电流表和待测电阻的总阻值,因此真测x x R R >外接法V A x R R R <测量值测得的是电压表和待测电阻的并联电阻,因此真测x x R R >注意:电流表的内外接法的选择,也可采用试触法,即接头S 分别与a 、b 接触一下,电路如图 (1)若电流表示数“相对变化”明显,说明电压表分流作用强,待测电阻为大电阻,电流表采 用内接法;(2)若电压表示数“相对变化”明显,说明电流表分压作用强,待测电阻为小电阻,电流表采用外接法.2.滑动变阻器的两类接法电路图判断方法分压式接法(1)要求测量电路中的电压表、电流表的示数从零开始调节;(2)若采用限流接法,题目所提供的实验仪器、电表量程或电阻的最大允许电流不够; (3)滑动变阻器的阻值比待测电阻的一半还小.限流式接法(1)若待测电阻的阻值小于滑动变阻器的总阻值或相差不大,且电压、电流不要求从零可调; (2)当分压式接法和限流式接法均可使用时,考虑安装简便和节能因素,一般采用限流式接法.3.测电阻原理的判断技巧实验原理实验电路图判断技巧伏安法题干给出量程合适的电压表和电流表安安法题干缺少量程合适的电压表,但给出两个电流表且其中一个电流表的内阻已知,常用电流表代替电压表使用伏伏法题干缺少量程合适的电流表,但给出两个电压表且其中一个电压表的内阻已知,常用电压表代替电流表使用等效替代法题干中给出一个电阻箱和电流表或电压表,且出现保持滑片不动,通过调节电阻箱使得电流表或电压表的示数不变等关键字眼,一般属于替代法电桥法在定值电阻R和待测电阻xR中间桥接一个灵敏电流计,一般采用的是电桥法半偏法题干给出一个电阻箱和电流表或电压表,且出现调节滑动变阻器使电流表或电压表满偏,接着保持滑片不动,通过调节电阻箱使得电流表或电压表半偏等关键字眼,一般属于半偏法转换法题干中给出一个电流表、电压表、定值电阻和待测电阻、单刀双掷开关或开关与待测电阻串联,其中定值电阻的阻值、电压表或电流表内阻已知,一般属于转换法针对训练1.某兴趣小组的同学用下列实验器材设计了一个电路来比较精确地测量电阻x R (约3Ωk )的阻值.A.电压表1V ,量程为0~4V,内阻为6ΩkB.电压表2V ,量程为0~10V,内阻约为6ΩkC.滑动变阻器1R (0~100Ω),额定电流1AD.滑动变阻器2R (0~500Ω),额定电流0.2AE.定值电阻=0R 6ΩkF.电源电动势=E 12V,内阻很小G.开关S ,导线若干 要求实验中电表示数从零调节,可获得多组测量数据,且电表读数不能小于其量程的32, 测量结果尽量准确,实验操作方便.(1)由实验要求应选择的实验器材有____________________(填器材前面的字母序号); (2)在虚线框内画出测量电阻的最合理电路图.(电路图上标明所用仪器的代号)(3)用已知量和测量量表示x R ,则表达式=x R ___________,说明式中各字母所表示的物理量__________________________________.2. 一根均匀的细长空心金属圆管,长度为L ,电阻R 约为5Ω,其横截面如图1所示.该金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d .(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D ,图2为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm ,则所测金属管线外径=D ________mm.(2)为测量金属管线的电阻R ,取两节干电池,(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材: A.电流表0~0.6A,内阻约0.05Ω B.电流表0~3A,内阻约0.01Ω C.电压表0~3V,内阻约10Ωk D.电压表0~15V,内阻约50ΩkE.滑动变阻器,0~10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线阻值,电流表应选_____,电压表应选_____,滑动变阻器应选______.(填各仪器序号字母)(3)如图3所示,请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L 、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U 、电流表读数I 、金属管线外径D ),则金 属管线内径表达式=d ___________________.3.从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表1A 的内阻1r ,要求方法 简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据.器材(代号)与规格如下: 电流表1A ,量程10mA ,内阻待测(约40Ω); 电流表2A ,量程500uA ,内阻=2r 750Ω; 电压表V ,量程10V ,内阻=3r 10Ωk 电阻1R ,阻值约为100Ω; 滑动变阻器2R ,总阻值约50Ω; 电池E ,电动势1.5V ,内阻很小; 电键K ,导线若干.(1)画出实验电路图:标明所用器材的代号.(2)若选取测量中的一组数据来计算1r ,则所用的表达式=1r ______________,式中各符号的意义是:______________________________________.4.为了测量量程为3V 的电压表V 的内阻(内阻约2000Ω),实验室可以提供的器材有: 电流表1A ,量程为0.6A ,内阻约0.1Ω;电压表2V ,量程为5V ,内阻约3500Ω; 变阻箱1R 阻值范围为0~9999Ω; 变阻箱2R 阻值范围为0~99.9Ω;滑动变阻器3R ,最大阻值约为100Ω,额定电流1.5A ; 电源E ,电动势6V ,内阻约0.5Ω; 单刀单掷开关K ,导线若干.(1)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V 的内阻的实验电路,画出电路原理图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确. (2)写出计算电压表V 的内阻V R 的计算公式为=V R _______________.5.某电流表的内阻在0.1Ω﹣0.2Ω之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下: A .待测的电流表1A (量程0.6A ); B .电压表1V (量程3V ,内阻约2Ωk ); C .滑动变阻器1R (最大电阻10Ω); D .定值电阻2R (阻值5Ω); E .电源E (电动势4V ) F .电键S 及导线若干. (1)画出实验电路图;(2)如测得电压表的读数为U ,电流表的读数为I ,则电流表1A 内阻的表达式为:=A R ______________________.6.某一阻值不变的纯电阻元件(阻值在50Ω~100Ω之间),额定功率为0.25W .要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有: 电流表1A :量程为100mA ,内阻约为5Ω; 电流表2A :量程为1A ,内阻约为0.5Ω; 电压表1V :量程为6V ,内阻约为10Ωk ; 电压表2V :量程为30V ,内阻约为50Ωk ; 滑动变阻器R :0~10Ω,2A ; 电源(=E 9V ),开关,导线若干.(1)实验中应选用的电流表为 ,电压表为 ;(填入器材符号) (2)在虚线框内画出实验电路图;(3)测出的电阻值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”).7.某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值.可选用的器材(代号)与规格如下:电流表1A (量程250mA ,内阻1r 为5Ω); 标准电流表2A (量程300mA ,内阻2r 约为5Ω); 待测电阻1R (阻值约为100Ω); 滑动变阻器2R (最大阻值10Ω);电源E (电动势约为10V ,内阻r 约为1Ω); 单刀单掷开关S ,导线若干.(1)要求方法简捷,并能测多组数据,请在如图的方框中画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.(2)需要直接测量的物理量是_______________________,用测的量表示待测电阻1R 的计算公式是=1R __________________.8.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表V (量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱0R (最大阻值为99 999.9Ω),滑动变阻 器1R (最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E (电动势6V,内阻不计),开关2个,导线若干. (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整(2)根据设计的电路进行的实验步骤是:移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在的支路分压______(填写“最大”或“最小”);闭合开关1S 、2S ,调节1R ,使电压表的指针_____(填写“满偏”或“半偏”);保持滑动变阻器滑片位置不变,断开2S ,调节电阻箱0R ,使电压表的指针_________(填写“满偏”或“半偏”)读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为'V R ,与电压表内阻的真实值V R 相比,'V R _______V R(填“>”“=”或“<”).9.某同学利用图1所示电路测量一量程为3mA 的直流电流表的内阻A R (约为110Ω).提供的实验器材有:A.直流电源(电动势为1V,内阻不计)B.电阻箱(0~999.9Ω)C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流为3A)D.滑动变阻器(0~50Ω,额定电流为1A)(1)为了尽可能减小测量误差,滑动变阻器R 应选用___________(选填“C”或“D”).(2)根据图1所示电路,在图2中用笔画线代替导线,将实物间的连线补充完整. (3)主要实验步骤如下:Ⅰ.将电阻箱0R 的阻值调为零,滑动变阻器R 的滑片P 移到右端; Ⅱ.闭合开关S ,调节滑动变阻器R 的滑片P ,使电流表的示数为3mA ; Ⅲ.调节电阻箱0R ,使电流表的示数为1mA ,读出此时电阻箱的阻值1R ; Ⅳ.断开开关S ,整理好仪器.(4)已知=1R 208.8Ω,则电流表内阻的测量值为________Ω,由于系统误差,电流表内阻的测量值__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.10.为了测量阻值范围在200Ω~300Ω之间的电阻x R 的阻值,实验室提供了如下器材: A.电阻箱R(阻值范围0~999.9Ω) B.毫安表(量程0~3mA ,内阻约100Ω) C.直流电源(电动势约3V,内阻不计) D.两个单刀单掷开关,导线足量(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图1所示的实验电路,设计的操作步骤如下:①按电路图连好电路,闭合开关1S ,记下毫安表的读数;②断开1S ,闭合开关2S ,调节电阻箱R 的阻值,使毫安表的读数和①中相同,记下此时电阻箱的示数1R .假设该同学的设计合理,则待测电阻=x R ___________.(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图2所示的实验电路,设计的操作步骤如下:①按电路图连好电路,将R 调到列最大,然后闭合1S 、2S ,调节R ,使毫安表达到满偏,记下此时电阻箱的示数2R ;②断开2S ,调节R ,仍使毫安表满偏,记下此时电阻箱的示数3R ,假设该同学的设计合理,则待测电阻=x R ____________.(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的,不合理的是______,理由:_____________11.某实验小组为精确测量阻值约12Ω的电阻x R ,设计了如图所示的实验电路.实验室中可供使用的主要器材如下:电源E (电动势约为4.5V,内阻约1Ω) 定值电阻0R (阻值为20Ω)电压表1V (量程0~3V,内阻约3Ωk ) 电压表2V (量程0~15V,内阻约15Ωk ) 电流表A (量程0~200mA,内阻为1.5Ω) 滑动变阻器1R (阻值范围0~1Ωk ) 滑动变阻器2R (阻值范围0~20Ω)(1)图中电压表应选用_________;滑动变阻器应选用__________.(填器材代号) (2)实验小组的操作步骤如下:第一步,将滑动变阻器的滑片移到最右端,将1S 拨到位置1,闭合2S ,多次调节滑动变阻器,从电流表和电压表获得多组值,作出I U -图线,求得斜率1k ;第二步,将滑动变阻器的滑片移到最右端,将1S 拨到位置2,闭合2S ,多次调节滑动变阻器,从电流表和电压表获得多组值,作出I U -图线,求得斜率2k ;由此可求得=x R _______.(用题中所给物理量的符号表示)(3)在测出x R 的阻值后,若只将电路中的电压表拆除,该电路还可以测量电源的___________________(填“电动势”“内阻”“电动势和内阻”)12.某同学想测量铜的电阻率,他找到一根长1=L m 的铜丝,并用螺旋测微器测量铜丝的直径如图1所示.利用如图2所示的电路图测量铜丝的电阻x R ,其中有电阻箱z R (最大阻值为999.9Ω),滑动变阻器s R ,灵敏电流计G ,定值电阻Ω=k R 101,定值电阻Ω=12R ,电源E ,开关S .闭合开关S ,调节滑动变阻器s R 、电阻箱z R ,最终使得滑动变阻器0=s R 时,灵敏电流计的示数也为零,此时电阻箱z R 的阻值如图3所示.(1)该铜丝的直径=D __________mm ,电阻箱z R 的示数为___________Ω.(2)若在实验中发现电流从上往下流过电流计G ,此时应该_______(填“增大”或“减小”)电阻箱z R 的阻值,可使通过电流计G 的电流逐渐变为零.(3)待测铜丝的电阻=x R _______Ω(结果保留2位有效数字)(4)计算出铜丝的电阻率为__________Ω·m (结果保留2位有效数字)13.几位同学对一个阻值大约为600Ω的未知电阻进行测量,要求较精确地测量电阻的阻值. 有下列器材供选用:A.待测电阻x RB.电压表V (量程6V,内阻约3Ωk )C.电流表1A (量程20mA ,内阻约5Ω)D.电流表2A (量程10mA ,内阻约10Ω)E.滑动变阻器1R (0~20Ω,额定电流2A )F.滑动变阻器2R (0~2000Ω,额定电流0.5A )G.直流电源E (6V ,内阻约1Ω)H.多用电表I.开关、导线若干(1)甲同学用多用电表直接测量待测电阻的阻值,如图1所示。
实验二:测定金属的电阻率
实验二:测定金属的电阻率螺旋测微器(千分尺)的读数:螺纹的螺距为0.5mm.即测微螺杆旋转一周时前进或者后退0.5mm.将螺旋分成50等份,每一份表示直线位移变化0.01mm,即螺旋测微器的分度值为0.01mm。
1.实验原理根据部分电路的欧姆定律:导体电阻R=根据电阻定律:R=用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d,用伏安测导线的电阻R,得=RSL = πud24IL2实验器材:被测金属丝、螺旋测微计、刻度尺、电源、电压表、电流表、开关、导线若干3.实验步骤(1)用螺旋测微器在导线的三个不同位置各测一次,取直径d的平均值,然后计算出导线的横截面积S;(2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L,反复测量三次,求平均值;(3)按照图中所示的电路图用导线把器材连接好,并把滑动变阻器的阻值调至最大(4)求出R,带入数据求解。
3.注意事项(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,为了减小实验的误差,必须采用电流表外接法;(2通电电流不宜过大(电流表量程选用0~0.6A),通电时间不宜过长,以免温度过高对金属阻值增大(3)求R,可用平均值法,或者作U-I图像【例题1】在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测金属丝:Rx(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A);电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ);电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);电流表:A2(量程3 A,内阻约0.05 Ω);电源:E1(电动势3 V,内阻不计);电源:E2(电动势12 V,内阻不计);滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如下图所示,读数为________mm。
②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图。
108测定金属的电阻率
求出的电阻值R = 229Ω 。
(保留3位有效数值)
(3)待测电阻是一均匀材料 制成的圆柱体,用游标为50分 度的卡尺测量其长度与直径, 结果分别如图2、图3所示。由
图可知其长度为 0.800cm , 直径为 0.194cm 。
(4)由以上数据可求出
ρ= 8.46 102 m 。
一、明确实验目的、理解实验原理
1、实验目的: ⑴测定金属的电阻率; ⑵加深对电阻定律的理解。 ⑶练习使用螺旋测微器
2、实验原理: 据电阻定律公式: R L
s
可得金属的电阻率: R s L
因此,测出金属导体的长L,横截面积S和电阻R,便可
求出金属的阻率ρ。
用卷尺或米尺测出L
用螺旋测微器测出导体的直
(保留3位有效数值)
三、会设实验用待测导体的电阻 一般不大,远远小于电压表的内 阻,故采用电流表外接法。
V A
2、控制电路的设计:
在该实验中,滑动变阻器的分压、限流接 法一般均能满足要求,在两种均可选择的情况 下,首选限流接法。
四、清楚实验步骤
1、用螺旋测微器测出金属丝的直径d,在三个不同位置测三次,求平
径d,算出其横截面积S: S
1
d2
4
用伏安法测出导体的电阻R: R U
I
二、了解实验器材、能正确使用螺旋测微器
螺旋测微器、毫米刻度尺、电流表、 1、实验器材: 电压表、滑动变阻器、电键、低压直流电
源、被测电阻丝、导线 2、螺旋测微器的原理:
螺旋测微器(又叫千分尺) 用它测长度可以准确到0.01mm,测 量范围为几个厘米。
均值,代入公式 S 1 d2 算出截面面积S ;
4
2、按照电路图连接电路,由电流表测出通过金属丝的电流强度I,由
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用测量电阻的方式测量金属丝的电阻(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为幸免温度对电阻的阻碍,应使时刻尽可能短,电流尽可能小;②此电路一样采纳外接式,且应使电表示数偏转较大,以减小读数误差;③数据处置:多次测量U、I值,求出电阻以后,再对电阻取均值\\利用U-I图像求也能够;④实验前,必然要保证电路中的电流最小。
(依据限流式或分压式具体分析)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:方式: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)、(20等分)、(50等分)(2)螺旋测微器的读数:方式:读数=固定刻度mm(注意半格是不是露出)+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份的长度约为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(内阻约Ω),(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。
某小组同窗利用以上器电压表(内阻约3ΩR是采纳图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,图中已连接了部份导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。
请依照(2)所选的电路图,补充完成图3中实物图的连线,并使闭合开关的刹时,电压表或电流表不至于被烧坏。
21-22版:实验 测定金属的电阻率(创新设计)
实验测定金属的电阻率一、螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法1.螺旋测微器的原理及读数方法(1)构造:如图1所示,B为固定刻度,E为可动刻度。
图1(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:①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。
②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.游标卡尺的原理及读数方法(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺。
(如图2所示)图2(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。
常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的,其规格见下表:(4)某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度) mm。
二、实验原理1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R=UI)。
由于金属丝的电阻较小,选择电流表外接法;由于不要求电压必须从0开始调节,所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法。
实验电路原理图如图所示。
2.用毫米刻度尺测出金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积S(S=πd2 4)。
3.由电阻定律R=ρlS,得ρ=RSl=πd2R4l=πd2U4lI,求出电阻率。
三、实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器。
四、实验过程1.实验步骤(1)测直径:用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录。
电学实验-测定金属的电阻率
测定金属的电阻率【例1】在“测定金属的电阻率”实验中,以下操作错误..的是()A.用米尺量出金属导线的全长三次,算出其平均值B.用螺旋测微器在金属导线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的内接电路,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属导线的温度不变答案AC【例2】一个额定功率约为0.25 W,阻值约为100~200Ω的待测电阻,用伏安法测它的阻值,现备有如下器材:A.电压表(量程0~3 V,内阻2 kΩ)B.电压表(量程0~6 V,内阻4 kΩ)C.电流表(量程0~50 mA,内阻20Ω)D.电流表(量程0~3 A,内阻0.01Ω)E.滑动变阻器(阻值0~20Ω,额定电流1 A)F.电池组(电动势12 V,内阻较小)G.开关、导线若干(1)电流表应选用 ,电压表应选用 .(2)请画出实验电路图.答案(1)C B(2)实验电路图如图乙所示【例3】有一根细长而均匀的空心金属管线重约1~2 N,长约30 cm,电阻约为30~40Ω,现在要测定它的内径d.已知这种金属的密度为ρ0,劲度系数为k,比热容为C,电阻率为ρ.现有以下实验器材:A .厘米刻度尺B .毫米刻度尺C .螺旋测微器D .电流表(50 mA ,10 Ω)E .电流表(3 A ,0.1 Ω)F .电压表(3 V ,6 k Ω)G .滑动变阻器(200 Ω,0.5 A )H .滑动变阻器(5 Ω,2 A )I .蓄电池(6 V ,0.05 Ω)J .开关一个,带夹的导线若干请设计一个实验方案,回答以下问题:(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 .(只填代号字母) (3)将下图中所示仪器连成实际测量电路.(4)用已知的物理常数和测得的物理量,推导出计算金属管内径d 的表达式.答案 (1)金属管线的长度L 、外径D ,加在管线两端的电压U ,通过管线的电流强度I (2)BCDFHIJ(3)管线的电阻比较小,测量电路要用电流表外接法,滑动变阻器H ,控制电路采用分压式,实验电路如下图所示.(4)由公式R=U /I ,R =ρL/S ,S =224π4πd D -得内径U L ⅠD π/42ρ-1.在测定金属丝电阻率的实验中,如提供的电源是一节内阻可不计的干电池,被测金属丝的直径小于1 mm ,长度约为80 cm ,阻值约为3Ω.使用的电压表有3 V (内阻约为3 k Ω)和15 V (内阻约为15 k Ω)两个量程,电流表有0.6 A (内阻约为0.1Ω)和3 A (内阻约为0.02Ω)两个量程.供限流用的滑 动变阻器有A :0~10Ω;B .0~100Ω;C .0~1 500Ω三种.可供选择的实验电路如右图所示的甲、乙两种.用螺旋测微器测金属丝的直径如下图所示,则:(1)螺旋测微器的示数是mm.(2)为减小电阻的测量误差,应选用图所示的电路.(3)为了测量便于调节,应选用编号为的滑动变阻器.(4)电压表的量程应选用V.(5)电流表的量程应选用A.答案(1)0.806 (2)乙(3)A (4)3 (5)0.62.在测量金属丝电阻率的实验中,已知电阻丝的电阻约为10Ω,现备有下列器材供选用:A.量程是0~0.6 A,内阻是0.5Ω的电流表B.量程是0~3 A,内阻是0.1Ω的电流表C.量程是0~3 V,内阻是6 kΩ的电压表D.量程是0~15 V,内阻是30 kΩ的电压表E.阻值为0~1 kΩ,额定电流为0.5 A的滑动变阻器F.阻值为0~10Ω,额定电流为2 A的滑动变阻器G.蓄电池(6 V)H.开关一个,导线若干(1)为使测量结果尽量准确,电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 .(只填字母代号)(2)若下图所示的实验仪器就是我们选定的,请用铅笔画线连接实验电路.答案(1)A C F(2)如下图所示3.(2008·江苏·10)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示.读得直径d= mm.(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据.请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l= m(结果保留两位有效数字).答案(1)1.200 (2)不满足,R与S2成反比(或RS2=常量)(3)194.(2008·天津·22)(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径,其示数如下图所示,该金属导线的直径为mm.(2)用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路,请将实物下图连线成为实验电路.微安表μA(量程200 μA,内阻约200Ω);电压表V(量程3 V,内阻约10 kΩ)电阻R0(阻值约20 kΩ);滑动变阻器R(最大阻值50Ω,额定电流1 A);电池组E(电动势3 V,内阻不计);开关S及导线若干.答案(1)1.880(1.878~1.882均正确)(2)见下图。
高中物理 第二章 实验:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 新人教版选修3-1
五、实验步骤
1.用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l,反复测量三次,
并记录。
2.用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,并记录。
测量次数
1 2 3 平均值
金属丝长l/m
金属丝直径d/m
3.依照实验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.电路经检查确认无误后,闭合开关S。改变滑动变阻
器滑动触头的位置,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,断开开关S。
测量次数 1 2
3
电阻平均值
电压U/V
电流I/A
电阻Rx/Ω
5.拆除实验电路,整理好实验器材。
六、数据处理 1.金属丝直径的测量 (1)特别注意半刻度是否露出。 (2)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm,可动刻度上对齐的格 数需要估读,所以,若以毫米为单位的话,最后一位应出现在小 数点后的第三位上。 (3)把三个不同位置的测量结果求平均值作为直径d。 2.金属丝长度的测量 (1)应测量接入电路中的有效长度。(也要估读) (2)把3次测量结果求平均值作为长度l。
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)。
八、注意事项 1.为了方便,应在金属导线连入电路前测导线直径,为 了准确,应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度,且 各测量三次,取平均值。 2.测量电路应选用电流表外接法,且测电阻时,电流不 宜过大,通电时间不宜太长,因为电阻率随温度而改变。 3.为准确求出R的平均值,应多测几组U、I数值,然后 采用U-I图像法求出电阻。 4.滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求。
4 实验九 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
实验九 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)一、实验目的1.掌握控制电路的连接方法及电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
2.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
3.会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。
二、实验原理由电阻定律R =ρl S ,得ρ=R Sl ,可知需要测出金属丝的长度l 和它的直径d ,并计算出横截面积S ,并用伏安法测出电阻R x ,即可计算出金属的电阻率。
用伏安法测金属丝的电阻的实验电路如图甲、乙所示。
三、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。
四、实验步骤1.直径测定: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 =πd 24。
2.电路连接:按实验原理电路图甲或乙连接好电路。
3.长度测量: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.U 、I 测量:把滑动变阻器的滑片调节到使其接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,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,记入表格内,断开开关S 。
5.拆除实验电路,整理好实验器材。
五、数据处理1.在求R x 的平均值时可用两种方法(1)用R x =UI 分别算出各次的阻值,再取平均值。
(2)用U -I 图线的斜率求出阻值。
2.计算电阻率将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算式ρ=R x S l =πd 2U4lI 。
六、误差分析1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得的,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,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。
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。
测金属电阻率实验报告
学生实验二:测定金属的电阻率学生姓名:小组成员:1、实验目的:(1)理解伏安法测电阻的原理及如何减小误差.(2)测定金属的电阻率.2、实验原理:由电阻定律R=可知,金属的电阻率为ρ= ,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,,待测金属丝,,,,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位置上各测直径一次,求出直径d的平均值.(2)用米尺(最小刻度为毫米)测量的金属丝的长度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:①电阻丝的长度次数 1 2 3 平均值L/(m)②电阻丝的直径与横截面积次数 1 2 3 平均值直径d/(mm)面积S(mm)2 ③电阻的测量(R=IU)次数电压U 电流I 电阻R平均值123(2)计算电阻率公式(用所测量的物理量表示):ρ= 。
(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,(4)将测得R、L、d的值,代入电阻率计算公式,计算出金属导线的电阻率.(5)拆去实验线路,整理好实验器材.6、注意事项(1)本实验中被测金属导线的电阻较小,因此,实验电路必须采用电流表的法. (2)测量导线的直径时,应在不同的部位,不同的方向测量几次,取平均值.(3)测量导线的长度时,应将导线拉直,测量的长度(4)用伏安法测电阻时,电流不宜太大,通电时间不宜太长。
测定金属的电阻率
注意:
要估读
练习:
9.270 mm 7.500 mm
5.804 mm
V R A
(金属)
S
R/
限流外接
注意:
1.按先串后并顺序连接 电路。
2.仪表量程及正负极
3.接线柱上连线不交叉
重庆大足中学
1、实验原理:
l R S
l
S R l
——毫米刻度尺测(接入电路测)
d 2 S ( ) 2
d —— 螺旋测微器(千分尺)测
(是影响误差的主要原因)
U R — 伏安法测电阻,多次测 量求R I
2、实验电路:
按图连好电路(因
R较小,故采用安 培表 “外接法”)
A
V R
(金属)
(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)
1 U I R 平均值R= 2 3 4 5 6
3、螺旋测微器:
0.5mm 精确度: 0.01mm ( ) 50
读数 = 固定刻度数 + 可动刻度数
(注意半毫米刻度数) 精确度×第M刻度线
S
R/
并把滑线变阻器阻值调至最大的位置。
R/起限流作用以使温度不太高从而ρ变化
不大。
V
R A
(金属)
S
R/
电流表、电压表量程要选择恰当(指针
偏角尽量大些,但要防止超过满偏)。
V
(金属)
R
A
S
R/
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,读出几相应 的电流表,电压表的示数I和U的值
测定金属的电阻率实验
【解析】
(1)固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米的从可动
刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm. (2)①使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,指针 的示数为0.44 A;当换用3 A量程时,每一小格为0.1 A,指针 示数为2.20 A. ②电压表使用3 V量程时,每小格表示0.1 V,指针示数为1.70 V; 使用15 V量程时,每小格为0.5 V,指针示数为8.5 V. (3)电阻为1987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2, 再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999 Ω,用
目录
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 l 表外接,所以 R 测 <R 真,由 R=ρ ,知 ρ 测 <ρ 真. S 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.
目录
注意事项 1.为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测 量金属丝的长度,应该在连入电路之后在拉直的情况下进行. 2.本实验中被测金属丝的电阻值较小,故须采用电流表外接法.
目录
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. 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. 2.按如图所示的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,反复测量3次,
目录
目录
②图丙使用较小量程时,每小格表示 0.1 ________V,图中指针的示数为 1.70 ________V.若使用的是较大量程,则 0.5 这时表盘刻度每小格表示________V, 8.5 图中表针指示的是________V. (3)旋钮式电阻箱如图丁所示,电流从
测定金属丝的电阻率
为了较准确地测量电阻阻值,根据器材的规格和实验要求,在本题的 实物图上连线。
思路点拨:(1)怎样比较Rx、RA、RV,以确定测量电路的接法? (2)滑动变阻器能否用限流接法,为什么?
解析:本题的电路选择有两种:一是滑动变阻器两种电路的选择;二是 伏安法两种电路的选择。
若采用限流电路,由题给条件,电路中干路最小电流为I干min =
(2)临界值计算法
Rx< RVRA时,用电流表外接法;小外偏小
Rx>RVRA 时,用电流表内接法. 大内偏大
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
(2)第二种是用 U—I 图线的斜率求出.
代入电2.阻计率算计电算阻公率式:ρ将=记R录xSl 的=数π4dl据2IU.Rx、l、d 的值, 【误差分析】
1.金属丝直径、长度测量带来误差.
2.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=ρSl 知 ρ 测<ρ 真.
4.000+0.088=4.088 mm
毫米刻度尺
毫米刻度尺的最小分度值为 1mm , 测量时 应精确到 1 mm,估读到 0.1 mm.
【64.8mm】
素能提升
一、选择题(1 单选题,2 双选题)
1.在“测定金属丝电阻率”的实验中,由 ρ=π4dI2lU 可知,对实验结果的准确性影响最大的是
A.导线直径 d 的测量 C.电流 I 的测量
3.通电电流过大、时间过长差.
【注意事项】 1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此 实验电路必须用电流表外接法. 2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次 将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻 器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联 在待测金属导线的两端. 3.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 表两端点间的部分待测导线长度,测量时应将导线 拉直. 4.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测 量.
实验十一 测量金属丝的电阻率
实验十一测量金属丝的电阻率1.实验原理(如图1所示)由R=ρlS得ρ=RSl,因此,只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ。
图12.实验器材被测金属丝,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,螺旋测微器,毫米刻度尺。
3.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,求出其平均值d。
(2)连接好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丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。
(5)闭合开关,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,填入记录表格内。
(6)将测得的R x、l、d值,代入公式R=ρlS和S=πd24中,计算出金属丝的电阻率。
1.数据处理(1)在求R x的平均值时可用两种方法①用R x=UI分别算出各次的数值,再取平均值。
②用U-I图线的斜率求出。
(2)计算电阻率将记录的数据R x、l、d的值代入电阻率计算公式ρ=R x Sl=πd2U4lI。
2.误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,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,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。
(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。
3.注意事项(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。
(2)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路,然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。
(3)测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。
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测定金属的电阻率
一、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。
二、实验原理:用刻度尺测一段金属导线的长度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 ,根据电阻定律,金属的电阻率ρ=RS/L=πd 2R/4L
三、实验器材:①金属丝②千分尺③安培表④伏特表⑤(3伏)电源⑥(20Ω)滑动变阻器⑦电键一个⑧导线几根
【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300瓦电炉丝经细心理直后代用,直径0.4毫米左右,电阻5~10欧之间为宜,在此前提下,电源选3伏直流电源,安培表选0 0.6安量程,伏特表选0 3伏档,滑动变阻器选0 20欧。
四、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 。
(3)根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1,然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。
点拨:为避免接线交叉和正负极性接错,接线顺序应遵循:电源正极→电键(断开状态)→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极,最后将伏特表并接在待测电路的两端,即先接干路,后接支路。
(4)检查线路无误后闭合电键,调节滑动变阻器读出几组I 、U 值,分别计算电阻R 再求平均值,设计表格把多次测量的D 、L 、U 、I 记下来。
【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A 以下,本实验由于安培表量程0~0.60A ,每次通电时间应尽量短(以能读取电表数据为准),读数完毕立即断开电键S ,防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。
计算时,务必算出每次的电阻值再求平均值,不能先分别求电压U 和电流I 的平均值,再由欧姆定律得平均值,否则会带来较大计算误差。
五、实验记录
图1
导线的横截面积S= (公式)= (代入数据)= m2
所测金属的电阻率ρ= (公式)= (代入数据)= Ωm
【注意事项】
(1)测量金属导线的直径时要用螺旋测微器,直接测量的结果要估读下一位数字。
(2)金属导线的电阻和电流表的内阻相差不很大,因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法,开始实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大,实验过程中通过金属导线的电流不宜过大,以防止温度升高电阻率发生变化。
【点拨】(1):为了减少电阻的计算误差,可以作U-I图象求出电阻的平均值
【点拨】(2):经验表明,引起实验误差的原因可能是:
①采用外接法则由于伏特表的分流影响,造成电阻测量值偏大,若误用内接法则安培表分压影响更大。
②仪表量程太大且读数不准
③计算未遵从有效数字运算法则
实验中易混淆的是:R=U/I和R=ρL/S两个定律,这两个定律都是实验定律,但前者是研究电阻与电流、电压两者之间关系;后者是研究导体本身的性质即电阻与材料、长度、截面积三者之间关系,与所在的电路因素或是否接入电路无关,注意R=U/I中,电阻与U、I 无关;R=ρL/S中,电阻率与L和S无关,使用这两式时ρ是不变的。
易错的是:测量电路(内、外接法)、控制电路(限流式和分压式)、量程的选择及有效数字、电阻R平均值的计算等。
易忘的是:金属丝未接入电路就测量其长度,用千分尺测直径D前未查零误差、测D 时未按三个不同位置测量取平均值。
六、实验结论
由实验表中数据计算得出,待测金属丝的电阻率平均值。
七、例题分析:
(1997年高考题)某电压表的内阻在20~50k Ω之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:
待测电压表(量程3V );
电流表(量程200μA ); 电流表(量程5mA ); 电流表
(量程0.6A );
滑动变阻器R (最大阻值1k Ω); 电源ε(电动势4V ); 电键S 。
⑴所提供的电流表中,应选用______(填写字母代号)。
⑵为了尽量减小误差,要求测多组数据,画出符合要求的实验电路(其中电源和电键及其连线已画出)。
〖解答:⑴若将电压全部加在待测电压表上,电流的最大值为I max ≈20
4
×103=200(μA),在保证表不被烧坏、且读数比较准确时,应选电流表。
⑵为减小实验误差,又保证电压表不损坏(
量程为3V ),应采用分压式接法
接入滑动变阻器(因电压表内阻至少是R 的20倍)。
若采用限流式接法接入滑动变阻器时,电压表有可能损坏,所以正确电路如图所示。
〗
八、巩固练习
1.(4)运用R=U/I 和R=ρL/S 的实验原理测定金属丝的电阻率,某同学总结如下几
点,你认为正确的是[ ]
A .选定金属丝接入电路的长度越长,金属丝上的电压降越大。
B .金属丝两端的电压越高,其电阻越大。
C .金属丝电阻随温度改变而改变。
D .选定金属丝长度一经固定,这段长度的电阻就为定值。
(答案:C )
2.测定一根粗细均匀的阻值约为几欧的金属丝的电阻率可供选择的实验器材如下:
A .伏特表(0 3伏,内阻3千欧)
B .伏特表(0 15伏,内阻20千欧)
C.安培表(0 0.6安,内阻1欧)
D.安培表(0 3安,内阻0.2欧)
E.滑动变阻器(0 20欧,I允=1.00安)
F.滑动变阻器(0 100欧,I允=0.60安)
G.6伏电池组
H.电键、导线若干
①电路实验时应选用器材:______(填序号)
②画出试验原理图。
【以下题目供参考】
3.(2001年全国高考理综)实验室中现在器材如实物图1所示,有:
电池E,电动势约10V,内阻约1Ω;电流表A1,量程10A,内阻r1约0.2Ω;电流表A2,量程300mA,内阻约5Ω;电流表A3,量程为250mA,内阻约5Ω;电阻箱R1,最大值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω;滑动变阻器R2,最大阻值100Ω;开关S,导线若干。
要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。
(1)在所给的三个电流表中,哪几个可用此电路精确测出其内阻答:()(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象,在实物图上连成测量电路。
(3)你要读出的物理量是()用这些物理量表示待测内阻的计算公式是()
R 2
7 6 5
4 3 7 6
5 4 3 7
6 5 4 3
E
R1
A3
A1
S 图1。