实验八 测定金属丝的电阻率

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 和电压值，记入记录表格内；断开电键 S，求出导 线电阻 R 的平均值．
5．将测得的 R、l、d 值代入电阻率计算公式 ρ ＝RlS＝πd42lR，计算出金属导线的电阻率．
6．拆去实验线路，整理好实验器材．
锦囊妙诀 两个定律把 ρ 定，测 U 测 I 测直径，l 测量莫松动，为减误差 A 外接，通过电流要适宜， 变阻器使用记心中．
刻度总 每小格与
精确度
长度 1 mm 的差值 (可准确到)
9 mm 0.1 mm
0.1 mm
19 mm 0.05 mm 0.05 mm
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.
5．闭合开关 S 之前，一定要使滑动变阻器的 滑片处在有效电阻值最大的位置．
6．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电 流 I 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明显升高，造成其 电阻率在实验过程中逐渐增大．
7．求 R 的平均值可用两种方法：第一种是用 R＝UI 算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法 是用图象法(U—I 图象)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
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．
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．
附：螺旋测微器和游标卡尺的使用 1．螺旋测微器的构造原理及读数 (1)螺旋测微器的构造 如图 2 所示是常用的螺旋测微器．它的小砧 A 和固定刻度 S 固定在框架 F 上．旋钮 K、微调旋钮 K′和可动刻度 H、测微螺杆 P 连在一起，通过精 螺杆 P 与固定刻度 S 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，而可动刻度 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.读数时估算到毫米的千分位 上，因此，螺旋测微器又叫千分尺． (3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由 固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出． 测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米 刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫 米)
【数据处理】
1．在求 Rx 的平均值时可用两种方法： (1)第一种是用 Rx＝UI 算出各次的数值，再取平 均值．
(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)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：
刻度格数 (分度) 10 20 50
如图 3 所示，固定刻度示数为 2.0 mm，不足 半毫米而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.
图3 2．游标卡尺(如图 4 所示)
图4
(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有 一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身 上还有一个紧固螺钉．
【实验器材】 被测金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压 表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线 等． 【实验步骤】 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. 2．依照电路图(图 1)用导线将器材连好，将滑 动变阻器的阻值调至最大．
图1
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.
实验八 测定金属丝的电阻率
要点归纳
【实验目的】 1．学会用伏安法测电阻，测定金属丝的电阻率． 2．练习使用螺旋测微器，会使用常用的电学仪 器． 【实验原理】
欧姆定律和电阻定律，用毫米刻度尺测一段金 属丝的长度 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，由 R＝ρSl ，所以金属丝的 电阻率 ρ＝π4dl2R.
要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明 显偏离较远的点可以不予考虑.
典例剖析
【例 1】在“测定金属丝的电阻率”
的实验中，所用金属电阻丝的电
阻约为 30 Ω.现通过以下实验测
量该金属材料的电阻率．
图5
(1) 用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图
5 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
【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．
器材：
电压表 V1(量程 0～3 V，内阻约 3 kΩ) 电压表 V2(量程 0～15 V，内阻约 15 kΩ)
电流表 A1(量程 0～100 mA，内阻约 5 Ω) 电流表 A2(量程 0～0.6 A，内阻约 0.1 Ω) 滑动变阻器 R1(0～10 Ω) 滑动变阻器 R2(0～1 kΩ) 电源 E(电动势为 4.5 V，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 . (3)如图 6 所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺 两端的接线柱 a 和 b 上，刻度尺的中间有一个可沿 电阻丝滑动的触头 P，触头的另一端为接线柱 c，当 用手按下触头 P 时，触头 P 才与电阻丝接触，触