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=
RR
R
=
RR
R
R
RRR
2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。

解析: 因为待测金属丝的额定电流为0.5 A, 所以流经电流表的电流最大值是0.5 A, 所以电流表选择A1。

本实验滑动变阻器采用限流法, 所以滑动变阻器与待测电阻丝串联, 如果选择电动势为12 V的电源, 电路中的最小电阻为Ω＝24Ω, 滑动变阻器必须全部接入电路, 不能得到多组数据, 影响测量精度以电源选择E1。

实验电路如下图所示。

【例题2】4. （2012年广东理综34-1）某同学测量一个圆柱体的电阻率, 需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径, 某次测量的示数如下图所示, 长度为________cm, 直径为
________mm。

//
②按下图连接电路后, 实验操作如下: （a）将滑动变阻器R1的阻值置于最
________处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1, 闭合S1, 调节R1, 使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最________（填“大”或“小”）, S2拨向接点2；保持R1不变, 调节R2, 使电流表示数仍为I0, 此时R2阻值为1280Ω；③由此可知, 圆柱体的电阻为________Ω。

解析：①游标卡尺的读数=主尺上的读数＋游标上的读数, 本题主尺上的读数是5cm, 游标上的读数是1×0.1 mm=0.01cm, 故游标卡尺的读数为5.01cm；螺旋测微器的读数=固定尺的读数＋可动尺的读数×0.01, 即5mm＋31.5×
0.01mm=5.315mm, 最后一位是估计位, 可以不同。

②（a）将滑动变阻器R1的阻
值调至最大, 可以起到保护电流表及电源的作用；（b）将电阻箱RM2的阻值调至最大, 目的也是为了保护电流表及电源；③本题的实验方法为替代法。

由/得, Rx=R2＝1280Ω。