电阻率测量方法范例
四探针法测电阻率
实验 四探针法测电阻率1．实验目的：学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。
2．实验内容① 硅单晶片电阻率的测量：选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片，改变条件（光照与否），对测量结果进行比较。
② 薄层电阻率的测量：对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层电阻率进行测量。
改变条件进行测量（与①相同），对结果进行比较。
3． 实验原理：在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。
测量电阻率的方法很多，有两探针法，四探针法，单探针扩展电阻法，范德堡法等，我们这里介绍的是四探针法。
因为这种方法简便可行，适于批量生产，所以目前得到了广泛应用。
所谓四探针法，就是用针间距约1毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a 所示。
利用恒流源给1、4两个探针通以小电流，然后在2、3两个探针上用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量电压，最后根据理论公式计算出样品的电阻率［１］IV C23=ρ 式中，C 为四探针的修正系数，单位为厘米，C 的大小取决于四探针的排列方法和针距，探针的位置和间距确定以后，探针系数C 就是一个常数；V 23为2、3两探针之间的电压，单位为伏特；I 为通过样品的电流，单位为安培。
半导体材料的体电阻率和薄层电阻率的测量结果往往与式样的形状和尺寸密切相关，下面我们分两种情况来进行讨论。
⑴ 半无限大样品情形图1给出了四探针法测半无穷大样品电阻率的原理图，图中(a)为四探针测量电阻率的装置；(b)为半无穷大样品上探针电流的分布及等势面图形；(c)和(d)分别为正方形排列及直线排列的四探针图形。
因为四探针对半导体表面的接触均为点接触，所以，对图１（b ）所示的半无穷大样品，电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。
因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。
于是，样品电阻率为ρ，半径为r ，间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为dr r dR 22πρ=， 它们之间的电位差为 dr r IIdR dV 22πρ==。
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。
实验“测定金属电阻率”的方法步骤和技巧
1实验“测定金属电阻率”的方法、步骤和技巧山东省沂源一中（256100）任会常材料的电阻率是材料的一种电学特性。
由电阻定律公式 R =ρL /S 知，电阻率ρ=RS/L 。
因此，要测定金属的电阻率，只须选择这种金属材料制成的导线，用刻度尺测出金属导线连入电路部分的长度L ，用螺旋测微器测出金属导线的直径d ，用“伏安法”测出金属导线的电阻R ，即可求得金属的电阻率ρ。
一、实验方法1、实验器材①金属丝 ②螺旋测微器（千分尺）③刻度尺 ④电流表 ⑤电压表 ⑥学生电源 ⑦滑动变阻器 ⑧单刀开关 ⑨导线若干。
【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300W 电炉丝经细心理直后代用，直径0.4mm 左右，电阻5~10Ω之间为宜，在此前提下，电源若选3V 直流电源，安培表应选0~0.6A 量程，伏特表应选0~3V 档，滑动变阻器选0~20Ω。
2．实验方法（1）金属丝横截面积的测定：在金属丝上选择没有形变的点，用螺旋测微器在不同的方位上测金属丝的直径三次。
【点拨】测金属丝的直径时，每测一次转45°，如果金属丝上有漆，则要用火烧去漆，轻轻抹去灰后再测量。
切忌把金属丝放在高温炉中长时间的烧，也不要用小刀刮漆，以避免丝径变小或不均匀）。
求出该点的金属丝直径d ，在不同的点再测出金属丝的直径，求得金属丝直径的平均值后，计算出金属丝的横截面积。
（2）用刻度尺测出金属丝的长度。
（3）金属丝电阻的测定：按图1连接电路。
金属丝R 一定从它的端点接入电路。
滑动变阻器R 0先调至阻值最大的位置，闭合开关，根据电阻丝的额定电流和电流表、电压表的指针位置，适当调节变阻器的阻值大小，使电流表和电压表指针在刻度盘的1/3－2/3的区间。
改变电压几次，读出几组U 、I 值，由欧姆定律R ＝U /I 算出金属丝的电阻R ，再由公式ρ=RS/L 求得金属的电阻率。
二、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 。
电阻率 测定 方法
电阻率测定：Re:500-特种防腐导电涂料电阻率小知识1、绝缘电阻：两个电极与试样接触或嵌入试样内。
加于两极上的直流电压和流经电极间的全部电流之比，称为绝缘电阻。
它是由样品的体积电阻和表面电阻两部分组成的。
2、体积电阻R v和体积电阻率ρv：在两电极间嵌入一试样，使它们很好地接触。
施于两电极上的直流电压与流过试样体积内的电流之比，称为体积电阻R v。
由R v及电极和试样尺寸算出1cm3材料。
两对面间的电阻称为体积电阻率。
板状试样体积电阻率公式：ρv＝R v S/d(Ω.cm) 式中:S──测量电极面积（CM2）；d──试样厚度（CM） R v ──体积电阻（Ω）（从高阻计上读出）3、表面电阻R s和表面电阻率ρs。
在试样的一个面上，放置两电极，施于两电极间的直流电压与沿两电极间试样表面层上的电流之比，称为表面电阻R s。
由R s及表面上电极（上电极和环电极）尺寸，算出1cm2材料表面所具有的电阻（Ω），称为表面电阻率。
板状试样表面电阻率公式：ρs＝R s2π/Ln(d2/d1) 式中：π───3.1416 R s───表面电阻（Ω）（从高阻计上测出） D1───测量电极直径（CM）； D2──环电极内径收藏词条编辑词条GB/T3781.9-93 乙炔炭黑电阻率的测定创建时间：2008-08-02GB/T3781.9-93 乙炔炭黑电阻率的测定 (Acetylene black-Determination of resistivity)1主题内容与适用范围本标准规定了乙炔炭黑电阻率的测定方法。
本标准适用于乙炔炭黑电阻率的测定。
2引用标准GB/T3780.8炭黑加热减量的测定3原理将试样放在基本绝缘的邻苯二甲酸二丁酯中，借助电动搅拌器的作用，使之分散均匀并形成一个稳定的悬浮体，测定悬浮体的电阻率以表征导电性的强弱。
4A法(仲裁法)4.1试剂4.1.1邻苯二甲酸二丁酯：分析纯。
4.1.2 95％乙醇(GB679)：分析纯。
测定金属电阻率.
测定金属的电阻率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。
实验原理用刻度尺测一段金属导线的长度，用螺旋测微器测导线的直径，用伏安法测导线的电阻，根据电阻定律，金属的电阻率。
实验器材被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线若干。
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.按图所示的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，求出其平均值L；4.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键K。
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，记入记录表格内，断开电键K。
求出导线电阻R的平均值；5.将测得R、L、d的值，代入电阻率计算公式中，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。
实验结论根据电阻定律，得金属的电阻率，所以只要先用伏安法测出金属丝电阻，用刻度尺测金属丝长度，用螺旋测微器测金属丝直径，然后代入公式即可。
在测电阻时，如果是小电阻，则电流表用外接法；反之，如果电阻较大，则电流表用内接法。
由于金属丝电阻一般较小（相对于电压表内阻来说），故做本实验时应采用电流表外接法. 至于滑动变阻器是采用限流式还是分压式，可根据实验所提供的器材及要求而灵活选取. 若无特别要求，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，利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________。
初中物理几种测量电阻方法
初中物理几种测量电阻方法一、伏安法例1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线，你如何测出一个电阻器R的阻值？解析：1. 按图1所示电路图连接实验电路；图12. 闭合开关，三次改变R”的值，分别读出两表示数；3. 算出三次R的值，求平均值。
说明：这种方法的优点为：可多次测量求平均值，以减小测量误差。
缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小。
二、电压表和定值电阻如图2所示，将被测电阻R与已知电阻R0串联接入电路，先把电压表并联接在R两端，测出电阻R两端的电压U1。
图22. 将电压表拆下，与R0并联接入电路测出电阻R0两端的电压U。
23. 求解：由，得。
说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电压表连接，实验时间加长。
优点为：测量较为准确，元件使用较少。
三、电压表和滑动变阻器1、电路如图3所示。
图32. ①如图3所示连接电路，将滑片移到阻值为零的位置，记下电压表示数U1。
②将滑片移到阻值最大位置，记下电压表示数U2。
3. 求解：说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。
缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小，且不能进行多次测量求平均值以减小误差。
四、电压表和开关1. 如图4所示连接好电路，闭合“替代开关”S，记下电压表示数U1；图42. 断开“替代开关”，记下电压表示数U2；3. 求解：因为，所以。
说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。
缺点是：由于没有使用滑动变阻器，电路中的电压表应该接在较大的量程上，所以测量结果误差较大。
五、电流表和定值电阻1. 如图5所示，将被测电阻R与定值电阻R0并联接入电路，用电流表测通过被测电阻R的电流I1；图52. 将电流表拆下，与定值电阻串联接入电路，测出通过定值电阻R0的电流I2；3. 求解：由得。
说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电流表连接，实验时间加长。
优点为：测量较为准确，元件使用较少。
六、电流表和滑动变阻器方法一：根据串联电路电流处处相等1. 如图7所示连接电路，滑片位于阻值最小的位置，记下电流表示数I1；图72. 滑片位于阻值最大的位置，记下电流表示数I2；3. 求解：因为所以。
测金属丝的电阻率
测金属丝的电阻率
测金属丝的电阻率的实验原理
电阻率公式：R=ρL/S；由此可知，电阻率可以通过测量电阻丝的电阻、横截面积、长度来计算出。
这就是测量金属丝电阻率的实验原理。
测金属丝的电阻率的实验步骤
（1）测量金属丝的电阻。
该部分非常重要，是实验室测量电阻率的基础。
在高中物理网文章《伏安法测电阻》中有详细的描述。
（2）测量金属丝的长度L与直径D，并计算横截面积。
横截面积S的计算式S=πD2/4；金属丝的直径，一般用螺旋测微器读出。
（3）代入公式R=ρL/S，计算电阻率ρ的数值。
注：也可通过坐标系的方法计算。
测量金属的电阻率的螺旋测微器读数
螺旋测微器的读数采取主尺+副尺的方式进行读取。
需要注意的是，副尺需要估读，下面以三幅图为例，给同学们进行实战考察。
读数为（0+39.8×0.01）mm
读数为（0.5+19.5×0.01）mm
读数为（6.5＋20.3×0.01）mm
参考文献
分压与限流电路
内接法与外接法。
实验：导体电阻率的测量ppt课件
是否超过半刻度？ 区分不清
可动刻度：0.6 说明已经超过半刻度线
L= 0.5mm + 0.006mm = 0.506mm
一、实验目的：测量金属丝的电阻率 二、实验原理：如图
三、实验器材 螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度
尺、电压表、电流表、定值电阻、开关 及导线、被测金属导线、电池、滑动变 阻器。
V
A
线与 主尺
测量值=7mm – 3×0.9mm=4.3mm
对齐
读数练习2
0
1
2
3
4
0
10
减法 测量值：26 mm - 6×0.9mm=20.6mm
加法 测量值：20 mm + 6×0.1mm=20.6mm
0
1
2
3
4 cm
0
10
0
1
2
3
4 cm
0
10
0
1
2
3
4 cm
0
10
1.首先看游标尺总刻度确定精确度；
课堂练习
要测量某种合金的电阻率。①若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R， 则其电阻率= _________ 。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示， 读数为__________ mm。
②图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关，根据原理图
在图丙中将实物连线补充完整_________。
在做“金属丝电阻率的测量”的实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属丝的电阻 值Rx约为20 Ω。一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量,这位同学 想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能大。他可选用的器材有: 直流电源,电压为8 V;电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.50 Ω); 电压表V(量程10 V,内阻约为10 kΩ);滑动变阻器R (最大电阻值为5.0 Ω);开关一个,导线若干。
电阻的测量几种方法
电阻的测量几种方法电阻的测量是高中物理中十分重要的实验之一，《考纲》中几乎所有对实验技能的考查都能在该实验中具体体现。
主要表现在：（1）实验器材的甄别选择；（2）在对实验原理深化迁移的基础上的实验电路的设计；（3）实物的连接等等。
对于电阻的测量中电流表内、外接法的选择，控制电路的选择等等，作者已在本报第22期（2005年11月29日出版）已作过具体阐述，这里仅对电阻的测量的几种方法归纳如下。
一、伏安法这是电阻测量的基本方法，其他的方法基本上是在此基础上的拓展或延伸。
【例1】有一个小灯泡上标有“6V ，0.6W ”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I —U 图线。
下列器材可供选用：A ．电压表（0～5V ，内阻10Ωk ）；B ．电压表（0～10V ，内阻20Ωk ）；C ．电流表（0～0.3A ，内阻1Ω）；D ．电流表（0～0.6A ，内阻0.4Ω）；E ．滑动变阻器（A 230，Ω）；F ．学生电源（直流9V ），还有开关、导线若干。
（1）实验中所用电压表应选___________，电流表应选用__________（用序号字母表示）（2）为使实验误差尽量减小，画出实验电路图。
【解析】（I ）由小灯泡的标示可知其额定电压V 6=额U ，额定电流A 1.066.0===额额额U P I ，在额定电压下的电阻Ω=60R 。
为了在实验中安全测量，小灯泡两端所加电压不能超过6伏（通过小灯泡的电流不能超过0.1安）。
因要测I —U 图线，测量数据中要包含额定电压值。
所以电压表应选择B ，电流表应选择C 。
（II ）电流表内、外接法的选择：计算Ω=⨯=⋅=1411200000V A R R R ，大于灯泡的最大电阻值Ω60，所以选择电流表外接法。
（III ）控制电路的选择：本题若采用限流电路，电路中的最小电流为：A 1.0306091min =+=+=R R I ε，等于小灯泡额定电流，变阻器P 无法实行对电流实行调节，故必须采用分压电路。
2020年高考物理备考微专题精准突破专题8.11 实验：测量电阻的多种方法(解析版)
2020年高考物理备考微专题精准突破专题8.11 实验：测量电阻的多种方法一、 伏安法测电阻伏安法测电阻是电学实验的基础，是高考考查的热点，也是难点．它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等．本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用，主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等．例1(2019·成都市七中月考)在伏安法测电阻的实验中，实验室备有下列器材：A ．待测电阻R x 阻值约为10 Ω左右B ．电压表V 1，量程6 V ，内阻约2 kΩC ．电压表V 2，量程15 V ，内阻约10 kΩD ．电流表A 1，量程0.6 A ，内阻约0.2 ΩE ．电流表A 2，量程3 A ，内阻约0.02 ΩF ．电源：电动势E ＝12 VG ．滑动变阻器1，最大阻值10 Ω，最大电流为2 AH ．滑动变阻器2，最大阻值50 Ω，最大电流为0.2 AI ．导线、电键若干(1)为了较精确测量电阻阻值，尽可能多测几组数据，且两表读数大于量程一半．除A 、F 、I 以外，还要在上述器材中选出该实验所用器材________(填器材前面的字母代号)．(2)在虚线框内画出该实验电路图．【答案】 (1)BDG (2)图见解析【解析】(1)两表读数大于量程一半，故应选量程较小的电压表，故选B ；根据所选电压表可知电流最大值约为I ＝U R ＝610A ＝0.6 A ，故电流表选D ；为尽可能多测几组数据，应用分压式接法，故滑动变阻器应选阻值较小的G .(2)因待测电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，电路如图所示．二、伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)已知内阻的电压表可做电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用，这是设计电路中的高频考点．例2.(2019·吉林省长春市二模)现要较准确地测量量程为0～3 V、内阻大约为3 kΩ的电压表V1的内阻R V，实验室提供的器材如下：电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)；电流表A2(量程0～1 mA，内阻约100 Ω)；电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)；定值电阻R1(阻值200 Ω)；定值电阻R2(阻值2 kΩ)；滑动变阻器R3(最大阻值100 Ω，最大电流1.5 A)；电源E1(电动势6 V，内阻约0.5 Ω)；电源E2(电动势3 V，内阻约0.5 Ω)；开关S，导线若干。
高考物理总复习实验十四 测定金属丝的电阻率
实验十四测定金属丝的电阻率【必备知识·自主排查】一、实验思路与操作电路图与思路操作要领或思路：测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率．1.电路连接：按实验电路图连接实物电路．2．物理量的测量(1)电阻的测量：改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过U-I图像求得电阻R x.(2)电阻丝有效长度的测量：电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺，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：选择游标卡尺或螺旋测微器．3．求电阻R x＝4．求电阻率ρ＝二、数据处理与分析1．求R x的平均值方法一：用R x＝算出各次的数值，再取平均值．方法二：用U-I图线的斜率求出．2．计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算公式ρ＝R x＝.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对齐的游标格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm.(2)螺旋测微器的读数：方法：固定刻度数mm＋可动刻度数(估读一位)×0.01mm.(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(1)测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差．(2)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 x测<R x真，由R x＝ρ，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．【关键能力·分层突破】考点一教材原型实验角度1电流表、电压表及电阻箱的读数电流表、电压表的读数方法量程精确度读数规则电流表0～3A0.1A与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简单，只需电压表0～3V0.1V在精确值后加一估读数即可电流表0～0.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位，采用估读电压表0～15V0.5V估读位与最小刻度在同一位，采用估读【跟进训练】1.(1)图甲使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是______A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针示数为______A．(2)图乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V．2．(1)有一金属材料制成的圆柱形物体，当用游标卡尺来测它的截面直径d时，示数如图甲所示，则d＝________mm.然后利用伏安法测量该物体的电阻，此时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示，则金属物体两端的电压为U＝________V，流过该物体的电流为I＝________A．(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丁所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.角度2仪器的选择和电路的设计1.电流表内外接法的选择内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V电阻测量值R测＝＝R x＋R A>R x测量值大于真实值R测＝＝<R x测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x适用于测量大阻值电阻小阻值电阻【跟进训练】3.在“测定金属丝的电阻率”实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图甲所示，D＝________mm.(2)某小组利用电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)等器材测金属丝电阻，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻R x＝50Ω.他们采用的是图乙中的________电路图，R x的真实值________(填“大于”“小于”或“等于”)50Ω.角度3测定金属丝的电阻率例1为测量一根金属丝(电阻约5Ω)的电阻率ρ，选用的电学器材有：电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ)，电流表(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)，滑动变阻器(0～15Ω)，学生电源(恒压输出3V)，开关，导线若干．(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮________(选填“A”“B”或“D”)，直至发出“喀喀”声时停止．某次的测量结果如图乙所示，其读数为________mm.(2)请用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整．(3)如图丁所示，实验数据已描在坐标纸上，作出U-I图线，并求出该金属丝的电阻为______Ω(结果保留两位有效数字)．(4)有同学认为用图像法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的想法是否正确？请说明理由：________________________________________________________________________.【跟进训练】4.[2021·浙江6月，18]小李在实验室测量一电阻R x的阻值．(1)因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接．正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置．单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75V，I2＝0.33A．由此可知应采用电流表________(填“内”或“外”)接法．(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：①器材与连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图；②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示，则待测电阻R x＝________Ω.此方法，________(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.考点二拓展创新型实验角度1电压表和电流表的灵活用法(1)若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用．(2)若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用．例2[2022·河北衡水中学模拟]如图甲所示是测量阻值约为十几欧的未知电阻R x的原理图，R是电阻箱(0～99.9Ω)，R0是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势为12V，内阻r＝5Ω)．具体实验步骤如下：①连接好实验电路，闭合开关S；②调节滑动变阻器R0和电阻箱R，使A2示数为I2＝0.20A，记下此时电阻箱阻值R和A1示数I1；③重复步骤②，且保持A2示数仍为I2＝0.20A，测量多组R和I1值；④将实验测得的数据处理后，最后作出了如图乙所示的图像．根据实验回答以下问题．(1)现有四只供选用的电流表：A．电流表(0～3mA，内阻为2.0Ω)B．电流表(0～3mA，内阻未知)C．电流表(0～0.3A，内阻为10Ω)D．电流表(0～0.3A，内阻未知)请根据实验过程判断A1应选用________，A2应选用________．(填写选项字母)(2)根据以上实验数据得出R x＝__________Ω，电流表A1的内阻R A1＝__________Ω.(计算结果均保留2位有效数字)【题后反思】(1)若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用．(2)若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用．(3)分析一个新的图像时，要弄清楚实验的原理，在分析实验原理的基础上找出图像所表示的物理意义，这类创新实验重点考查考生对实验原理的理解能力及对知识灵活运用的能力．角度2测量电阻最有特色的测量方法——半偏法半偏法是一种科学巧妙的测定电表内阻的方法，常见的有半偏电流法和半偏电压法．半偏电流法是利用电流表指针半偏来测定电流表内阻的方法；半偏电压法是利用电压表指针半偏来测定电压表内阻的方法．其实验电路图及操作步骤如下表所示：电路图操作步骤测量电流表内阻(R0≫R A)①R0阻值调至最大，断开S2、闭合S1，调节R0，使电流表Ⓐ满偏为I0；②保持R0不变，闭合S2，调节R，使电流表Ⓐ读数为；③由上得R A＝R.测量电压表内阻(电源内阻不计)①闭合S，调节电阻箱阻值为R1时，测得表示数为U1；②改变电阻箱阻值为R2时，测得表示数为；③由上得R V＝R2－2R1.例3[2022·山西太原一模]有一电流表A，量程为0～1mA，内阻r g约为100Ω，要求测量其内阻．可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干．采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a．断开S1和S2，将R调到最大；b．合上S1，调节R使电流表A指针满偏；c．合上S2，调节R1使电流表A指针半偏，此时可以认为电流表A的内阻r g＝R1.请问：(1)上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择______；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择________；电源E应该选择________．(2)认为电流表A的内阻r g＝R1，得到的结果与真实值相比________．(填“偏大”“偏小”或“相等”)角度3测量电阻最精确的方法——等效替代法(1)实验原理(如右图)(2)实验步骤：S先与2连接，记录Ⓐ的示数，再与1连接，调节R值使Ⓐ的示数与原值相等，则R x ＝R.(3)说明对Ⓐ的要求，只要有刻度且不超过量程即可，与指针是否超无关，因为电流表示数不参与运算．例4[2022·武汉模拟]电学实验中经常需要测量电阻的阻值．(1)测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220V40W”的灯泡，它正常工作时的电阻为________Ω.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值．(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值．A．220V交流电源B．单刀双掷开关一个C．电阻箱一个(0～999.9Ω，额定电流0.5A)D．定值电阻一个(0.5kΩ，额定电流0.3A)E．交流电流表一个(0～0.3A)请在虚线框内画出电路原理图．角度4电表的改装例5[2022·四川绵阳二诊]将一微安表先改装成量程为0～1mA的电流表，再将该电流表改装成量程为0～5V的电压表，并与标准电压表对比校准．图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图，虚线框中是改装后电压表电路，V0是量程为0～6V的标准电压表．已知微安表满偏电流为250μA，标记的内阻为600Ω，电阻箱R1、R2的阻值调节范围均为0～9999.99Ω.主要实验步骤如下：(1)微安表改装．图甲中电阻箱R1、R2的阻值分别调节到R1＝________Ω，R2＝________Ω.(2)实物连线．选用合适的器材，按照图甲正确连接电路．(3)对比校准．正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表的示数如图乙所示时，微安表的示数如图丙所示，由此可以推测出改装电压表真实量程的最大值________5V．(选填“大于”或“小于”)(4)重新调整．通过检测发现：电阻箱R1、R2阻值是准确的，而微安表标记的内阻不准确，这是改装电压表真实量程的最大值不是5V的原因．再通过调节电阻箱R1、R2的阻值，使改装电压表量程为0～5V，以下调节方案可行的有________(填序号)．A．保持R1不变，将R2增大到合适值B．保持R1不变，将R2减小到合适值C．保持R2不变，将R1增大到合适值D．保持R2不变，将R1减小到合适值【跟进训练】5.[2021·广东卷，12]某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律．根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材．(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势．选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0Ω”处．测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________．(2)再按下图连接好电路进行测量．①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到________端(填“a”或“b”)．将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01.闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置．记录此时电压表和电流表的示数、T和R01.断开开关S.再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S.反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同．记录此时电阻箱的阻值R02.断开开关S.②实验中记录的阻值R01________R02(填“大于”“小于”或“等于”)，此时热敏电阻阻值R T＝________．(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律．实验十四测定金属丝的电阻率关键能力·分层突破1．解析：(1)使用0.6A量程时，刻度盘上的每小格为0.02A，表针示数为0.44A；当使用3A量程时，每小格为0.1A，表针示数为2.20A.(2)电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V，表针示数为1.70V；使用15V量程时，每小格为0.5V，表针示数为8.5V．答案：(1)0.020.440.1 2.20(2)0.1 1.700.58.52．解析：(1)游标卡尺主尺上读的毫米数为30mm，游标尺上第10条刻度线与主尺某刻度线对齐，由于游标尺是20分度的，所以读数为30mm＋0.05×10mm＝30.50mm.电压表选用0～3V量程，分度为0.1V，所以读数为2.25V；电流表选用0～0.6A量程，分度为0.02A，所以读数为0.42A.(2)校零时的读数为0＋0.7×0.01mm＝0.007mm.合金丝的直径为0.645mm－0.007mm＝0.638mm(在0.637mm～0.640mm都算对)．答案：(1)30.50 2.250.42(2)0.007(0.005～0.008都对)0.638(0.636～0.640都对)3．解析：(1)根据螺旋测微器的读数规则，金属丝的直径D＝2.5mm＋0.206mm＝2.706mm.(2)根据题述，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，则滑动变阻器应该为分压接法，由于R x>，所以应采用电流表内接法测量，他们采用的是A电路图．由于电流表有分压作用，故电压表的示数大于电阻R x两端的实际电压，则R x的真实值小于测量值50Ω.答案：(1)2.706(2.704～2.708均可)(2)A小于例1解析：(1)为了防止金属丝发生明显形变，同时，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮D发生“喀喀”声时停止；由图乙知，读数为0.5mm＋3.5×0.01mm＝0.535mm.(2)电流表内阻与金属丝的电阻相差较小，则电流表采用外接法，由于金属丝电阻比滑动变阻器的最大阻值小，故滑动变阻器采用限流式接法，如图1所示．(3)连线时让尽可能多的点在同一直线上，不在同一直线上的点尽量对称分布在直线两侧，太远的点舍去，如图2所示．该金属丝的电阻值为R＝＝4.5Ω.(4)作图法只能减小偶然误差，不能减小系统误差．答案：(1)D0.535(0.534或0.536也正确)(2)见解析图1(3)见解析图2 4.5(4)不正确，原因见解析4．解析：(1)电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以读数为0.33A～0.34A；开关K接2时与接1时相比，电压变化较大，而电流基本不变，说明内接时电流表的分压较大，电流表的内阻与待测电阻较接近，故电流表使用外接法误差更小．(2)①电路图如答图所示．②本实验采用的方法是“等效替代法”，开关先后掷到左右两端，通过调节电阻箱使两次电流表示数相同，说明电阻箱支路和R x支路的电阻相等，即电阻箱这条支路替代了原来的R x支路，如题图3所示电阻箱读数为1000×0＋100×0＋10×0＋1×5＝5Ω，则R x的阻值也为5Ω；此方法有明显的实验误差，原因是电阻箱的最小分度值过大与待测电阻比较接近．答案：(1)0.33～0.34外(2)①电路如图所示②5有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)例2解析：(1)由图甲根据欧姆定律有(R＋R A1)I1＝(R x＋R A2)I2，整理可得R＝·I2(R x＋R A2)－R A1，由此可知，要求得R x的值，除了需要求出图乙所示图像的斜率，还需要知道A2的内阻，又实验时通过A2的电流控制在0.20A，故A2应选用C；由图乙可知A1示数的倒数最小值为4，则通过A1的电流最大值为0.25A，故A1的量程应选0～0.3A，故A1选择D.(2)由R＝·I2(R x＋R A2)－R A1可知，R－图像的斜率k＝I2(R x＋R A2)，可由此求出未知电阻的阻值，在图乙所示图像上取两个距离较远的点，如(6A－1，15Ω)和12 A-1，40Ω)，可求得图像的斜率k＝V＝V，即I2(R x＋R A2)＝V，代入I2、R A2的数据解得R x＝11Ω，由图像的纵截距可得电流表A1的内阻R A1＝10Ω.答案：(1)D C(2)1110例3解析：(1)根据半偏法测电阻的原理可知，实验中必须明确R1的阻值大小，R1必须选R0；此电路测电流表内阻，要求R的阻值远大于电流表内阻，故R应选滑动变阻器甲，为使电流表读数尽量准确，电源应选电动势较大的E2.(2)根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得，只合上S1，调节R使电流表指针满偏时有I g＝，再合上S2，调节R1使电流表指针半偏时，电路中的总电流I＝>I g.通过R1的电流I1>I g，根据并联电路的特点知r g>R1，若认为内阻r g＝R1，则结果与真实值相比偏小．答案：(1)R0滑动变阻器甲E2(2)偏小例4解析：(1)正常工作时电压为额定电压，故有P＝，所以R＝＝1210Ω；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值．(2)应用等效法．因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联一定值电阻，电路原理图如图所示．答案：(1)1210小于(2)见解析图例5解析：(1)微安表并联电阻改装为1mA的电流表，有I g R g＝(I－I g)R1，即250×10－6×600V＝(1×10－3A－250×10－6A)R1，解得R1＝200Ω，改装后的电流表满偏电流为I＝1mA，内阻为R A＝＝150Ω，再改装为量程为0～5V的电压表，串联电阻R2，有U＝I(R A＋R2)，即5V＝1×10－3A×(150Ω＋R2)，解得R2＝4850Ω.(3)由标准电压表的读数可知改装后电压表测量的真实电压为3.2V；微安表的分度值为5μA，读数为170μA，根据微安表指针偏角和改装电压表所测电压成正比有＝，解得改装电压表真实量程的最大值U′≈4.71V<5V，即改装电压表真实量程的最大值小于5V.(4)因改装电压表的量程最大值偏小，又U＝I g R g＋I g R2，则保持R1不变，将R2增大到合适值，可使U增大，另外保持R2不变，将R1减小到合适值，也能使U增大，正确答案为A、D.答案：(1)2004850(3)小于(4)AD5．解析：(1)使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零，即将两表笔短接．温度越高，相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大，则电阻阻值越小，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．(2)①闭合开关前，为了保护电路，应该将滑动变阻器的滑片移到b端．②将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表和电流表的示数与改接前一致，则R01＝R02＋R T，所以R01>R02，R T＝R01－R02.答案：(1)短接减小(2)①b②大于R01－R02。
四探针法测量电阻率
实验二 四探针法测量电阻率一、引言电阻率是反映半导体材料导电性能的重要参数之一.虽然测量电阻率的方法很多,但由于四探针法设备简单、操作方便、精确度高、测量范围广，而且对样品形状无严格要求，不仅能测量大块材料的电阻率，也能测量异形层、扩散层、离子注入层及外延层的电阻率，因此在科学研究及实际生产中得到广泛利用。
本实验是用四探针法测量硅单晶材料的电阻率及pn 结扩散层的方块电阻。
通过实验，掌握四探针法测量电阻率的基本原理和方法以及对具有各种几何形状样品的修正，并了解影响测量结果的各种因素。
二、原理1、 四探针法测量单晶材料的电阻率最常用的四探针法是将四根金属探针的针尖排在同一直线上的直线型四探针法，如图2.1所示。
当四根探针同时压在一块相对于探针间距可视为半无穷大的半导体平坦表面上时，如果探针接触处的材料是均匀的，并可忽略电流在探针处的少子注入，则当电流I 由探针流入样品时，可视为点电流源，在半无穷大的均匀样品中所产生的电力线具有球面对称性，即等势面为一系列以点电流源为中心的半球面。
样品中距离点电源r 处的电流密度j，电场ε和电位V 分别为)3........(..........2)2.........(2)1.......(. (22)2r I V r I j r Ij πρπρσεπ====其中，σ和ρ分别是样品的电导率和电阻率。
若电流由探针流出样品，则有)4........(..........2rI V πρ=因此，当电流由探针1流入样品，自探针4流出样品时，根据电位叠加原理，在探针2处的电位为)5.....(. (12123)212S S I S I V +⋅-⋅=πρπρ 在探针3处的电位为)6.....(. (12123)213S I S S I V ⋅-+⋅=πρπρ 式中的S 1是探针1和2之间的距离，S2是探针2和3之间的距离，S3是探针3和4之间的距离。
所以探针2、3之间的电位为)7......(S 1S S 1S S 1S 1(2I V V V 3213213223++-+-⋅πρ=-= 由此可求出样品的电阻率为)8.....(..........)S 1S S 1S S 1S 1(I V 2132132123-++-+-π=ρ 当S1＝S2＝S3＝S 时，（8）式简化为)9.....(. (223)IV Sπρ= （9）式就是利用直线型四探针测量电阻率的公式。
实验9 测量金属丝的电阻率
实验测量金属丝的电阻率1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
2．学会使用螺旋测微器测量金属丝直径。
3．会用伏安法测电阻，进一步测量金属丝的电阻率。
如图所示，取一段金属电阻丝连接到实验电路中，只要测出电阻丝的电阻R 、长度l 和直径d ⎝ ⎛⎭⎪⎫S ＝πd 24，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即ρ＝SR l ＝πd 2R4l 。
毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干。
1．测金属丝直径d ：在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径，求出其平均值d 。
2．按照电路图连好电路。
3．测量金属丝有效长度l ：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(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l 。
4．求金属丝的电阻R ：把滑动变阻器调到接入电路中的阻值最大的位置，检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压电流值并记录在表格中，断开开关S，求出金属丝电阻R的平均值。
5．整理仪器。
6．将测得的R、l、d值，代入公式ρ＝πd2R4l中，计算出金属丝的电阻率。
1．求R的两种方法(1)用R＝UI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、l、d的值，代入公式ρ＝πd2R4l，计算材料的电阻率。
1．金属丝直径、长度的测量及电流表、电压表读数带来的偶然误差。
2．电路中因为电流表外接，所以R测<R真，由R＝ρlS，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。
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，测量应该在金属丝连入电路之后在拉直的情况下进行，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度。
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。
电阻的测量(七种方法
的内阻约为20千欧,电流表的内阻约为10欧,选择能够尽量 减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心 圆点标于坐标图上(如右图所示). (1 )根据各点表示的数据 描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值Rx= 欧 (保 3 2.4 × 10 留两位有效数字). (2)画出此实验的电路原理图.
U(V) 1.37 1.32 1.24 1.20 1.10 1.05
· ·
· ·
· ·
I/
返回
例2. 如图示的电路中，R1 、R2为标准 电阻，测定电源的电动势和内阻时， 如果偶然误差可以忽略不计，则电动 势的测量值 等于 真实值，内阻的测 量值 偏大 真实值，产生误差的原因 是 电流表有内阻 。
例1. 用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表 测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是 60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为 300 Ω，真实值是 290 Ω，R2的测量值为 300 Ω，真实值是 333 Ω。
练习 . 用伏安法测电阻，采用电流表内接法和外接 法，测得某电阻Rx的阻值分别为 R1 和R2 ，则所测 的测量值和真实值Rx之间的关系是 （ A ） （A）R1＞ Rx＞R2 （B） R1＜ Rx＜R2 （C）R1＞R2＞Rx （D）R1＜R2＜Rx
返回
1996年上海 4.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如
下一组U和I 的数据:
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
U(V)
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I(A)
灯泡发 光情况
0.020
0.060
0.100
高二物理 实验七 测定金属的电阻率
高二物理实验七测定金属的电阻率【实验目的】1．练习使用螺旋测微器；2．学会用伏安法测电阻；3．测定金属的电阻率。
【实验原理】1.根据电阻定律有，金属的电阻率因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率ρ①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I，就可以测出金属丝的电阻．即用伏安法测出金属丝的电阻R②金属丝的长度l可以用米尺测量．③金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=πd2/4．由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量．这就是本实验的实验原理．若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为2．在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大．则当电流表具有0～0.6A和0～3A两种量程时，应当选用哪个量程?如果被测金属线电阻约5Ω，电压表具有0～3V和0～15V两种量程，应当选用哪个量程?分析：电流表选0～0.6A电压表选0～3V3．在图3中，电流表选用0～0.6A量程，电压表选用0～3V量程，则各指针所指示的分别为:I是0.35A，Ⅱ是0.50A；Ⅲ是1.20V，Ⅳ是2.00V．(由于被测金属丝的电阻较小，一般为5Ω～10Ω，电压表3 V档的内阻约为3 kΩ，电流表0.6 A档的内阻约为0.1Ω，所以测量电路应采用电流表外接法．为了调节金属丝两端的电压，应选用滑动变阻器，根据本实验的实际情况，可采用滑动变阻器的限流接法．)4.图4提供测电阻所用的实验器材，请将它们用线连接成所需的实验电路；并将变阻器的滑动片移到阻值最大的位置(用“↓”表示)．5．实验中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm，则它的测量结果可以准确到 1mm ，读数时应当读到 0.1mm 位．下图中，(A)的测量结果是 0.1546 m, (B)的测量结果是 0.4500 m.6. 螺旋测微器的构造、原理、读数方法(1)CAI课件模拟螺旋测微器的构造:螺旋测微器是由：测砧A、固定刻度B、尺架C、可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D`、测微螺杆F构成的．(2)CAI课件模拟螺旋测微器的原理螺旋测微器的螺距是0.5 mm，可动刻度一周为50格；旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0．5mm．因此，旋钮D每转过l格，测微螺杆F前进或后退0．01 mm．可见螺旋测微器的精确度为0．01 mm．(3)CAI课件模拟螺旋测微器的操作与读数．使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性．当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动螺旋止动．读数时，被测物体长度大于o．5 mm的部分在固定刻度上读出，不足o．5 mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数可用下面公式表示：螺旋测微器的读数＝固定刻度上的读数+可动刻度上的格数×精确度o.01 mm(4)CAI课件模拟螺旋测微器测量几种金属丝的直径，学生练习读数．A．4.365mm B．4.090mm C．0.690 mm D．0.987mm7.注意事项⑴实验中先对测量仪器、仪表进行检查；观察电表的指针是否指在零刻度，如果有偏差，应当用小螺丝刀轻轻转动表头下方正中央的小螺丝，直到指针指在零刻度为止，或请老师帮忙调整；当螺旋测微器的测帖A和螺杆F并拢时，可动刻度E的零点应该恰好跟固定刻度B零点重合，如果不重合，就存在“零误差”，在测量时如何处理它可以向老师请教.⑵使用螺旋测微器中，当F快要接近被测物体时，要停止使用大旋钮D，改用微调旋钮D`,这样就不至于在F和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器又能保证测量结果的准确.⑶在连接电路之前，应当适当安排仪器的位置，做到既要方便连线，又要使经常操作的仪器(如滑动变阻器)方便操作，经常观察的仪表(如电表)便于读数．图1的排列就考虑到这个要求可供参考．⑷连线之前应先断开开关，闭合开关之前要使滑动变阻器的滑动片位于阻值最大的位置．拆除电路时，应首先拆去电源连线，然后再拆其他连线，并整理好仪器．⑸L、d测多次，求平均值⑹通电电流不宜过大，时间不宜过长【步骤规范】【典型例题】例1 在“测定金属电阻率”的实验中，若被测电阻丝的长度为80.00cm，电阻约为3Ω～4Ω，在下列器材中应选用的是（写代号）．A．电压表（0～15V）；B．电压表（0～3V）；C．电流表（0～0.6A）；D．电流表（0～3A）；E．滑动变阻器（0～50Ω，2A）； F滑动变阻器（0～500Ω，1A）； G．电源（E＝3V，r＝0.2Ω）；H电源（E＝10V，r＝lΩ）；I．开关；J．导线（若干）．答案. B C E G I J例2测定金属电阻率的实验中，（1）如图2（a）为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为 m；（2）如图2（b）为用伏安法测金属丝电阻的电路图，其中M为， N 为；若两表示数分别如图2（C）、（d）所示，则被测金属丝的电阻R测＝；（ 3）用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是．（填“偏小”、“偏大”或“准确”）答案: （1）5.9×10－2m （2）电流表电压表 5Ω（3）偏小例3 在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图3所示，可知该金属丝的直径d=______×10－3m。
物理实验八 测定金属的电阻率
实验八 测定金属的电阻率1.实验原理(如图1所示)由R ＝ρl S 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.2.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 ＝ρl S 和S ＝πd 24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 S l ＝πd 2U4lI .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(闭合电路)，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，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值. (4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值.(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，通过被测金属丝的电流强度I 不宜过大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.(7)若采用图象法求R 的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时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.命题点一 教材原型实验例1 在“测定金属的电阻率”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2所示，其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值).(2)用伏安法测金属丝的电阻R x .实验所用器材为：电池组(电动势3 V ，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、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正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：由以上实验数据可知，他们测量R x是采用图3中的图(填“甲”或“乙”).(3)图4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，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5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).(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为(填选项前的符号).A.1×10－2 Ω·mB.1×10－3 Ω·mC.1×10－6 Ω·mD.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.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.由电流表和电压表的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图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差变式1某学生用如图6甲所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab，电阻约10 Ω，导线允许流过的最大电流为0.8 A ，稳恒电源，电源输出电压恒为E ＝12 V ，电压表V ，量程为0～3 V ，内阻约5 kΩ，保护电阻：R 1＝10 Ω，R 2＝30 Ω，R 3＝200 Ω.刻度尺，螺旋测微器，开关S ，导线若干等. 实验时的主要步骤如下：①用刻度尺量出导线ab 的长度l ，用螺旋测微器测出导线的直径d . ②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好.③闭合开关S ，移动接线触片P ，测出aP 长度x ，读出电压表的示数U . ④描点作出U －x 曲线，求出金属导线的电阻率ρ.完成下列填空：(1)由螺旋测微器测量金属导线的直径d ，其示数如图乙所示，该金属导线的直径d ＝ mm. (2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R 应选 .(3)根据多次实验测出的aP 长度x 和对应每次实验读出的电压表的示数U 作出的U －x 图线如图丙所示，其中图线的斜率为k ，则金属导线的电阻率ρ＝ .(用实验器材中给出的物理量的字母和实验步骤中测出的物理量的字母表示)命题点二 实验拓展与创新1.伏安法电路图⎩⎪⎨⎪⎧外接法内接法特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量，外接法测量值偏小，测小电阻时应采用外接法测量). 2.伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用.(1)如图7甲所示，两电压表的满偏电流接近时，若已知V 1的内阻R 1，则可测出V 2的内阻R 2＝U 2U 1R 1.(2)如图乙所示，两电压表的满偏电流I V1≪I V2时，若已知V 1的内阻R 1，V 1并联一定值电阻R 0后，同样可得V 2的内阻R 2＝U 2U 1R 1＋U 1R 0.例2 用以下器材可测量电阻R x 的阻值. 待测电阻R x ，阻值约为600 Ω；电源E ，电动势约为6.0 V ，内阻可忽略不计； 电压表V 1，量程为0～500 mV ，内阻r 1＝1 000 Ω； 电压表V 2，量程为0～6 V ，内阻r 2约为10 kΩ； 电流表A ，量程为0～0.6 A ，内阻r 3约为1 Ω； 定值电阻R 0，R 0＝60 Ω；滑动变阻器R ，最大阻值为150 Ω； 单刀单掷开关S 一个，导线若干.(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的13，并能测量多组数据，请在方框中画出测量电阻R x 的实验电路图.(2)若选择测量数据中的一组来计算R x ，则由已知量和测量物理量计算R x 的表达式为R x ＝ ，式中各符号的意义是 .(所有物理量用题中代表符号表示) 3.安安法若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用.(1)如图8甲所示，当两电流表所能测得的最大电压接近时，如果已知A 1的内阻R 1，则可测得A 2的内阻R 2＝I 1R 1I 2. (2)如图乙所示，当两电流表的满偏电压U A2≫U A1时，如果已知A 1的内阻R 1，A 1串联一定值电阻R 0后，同样可测得A 2的电阻R 2＝I 1(R 1＋R 0)I 2.例3 用伏安法测定一个待测电阻R x 的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：电池组E：电动势3 V，内阻不计；电流表A1：量程0～15 mA，内阻约为100 Ω；电流表A2：量程0～300 μA，内阻约为1 000 Ω；滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A；电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A；开关S、导线若干.要求实验中尽可能准确地测量R x的阻值，请回答下列问题：(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到Ω，这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表.(2)在图9中画完整测量R x阻值的电路图，并在图中标明器材代号.(3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图10所示，可读出电流表A1的示数是mA，电流表A2的示数是μA，测得待测电阻R x的阻值是.本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”).4.半偏法测量电表内阻例4(2015·全国卷Ⅱ·23)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(量程3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干.(1)在图11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，写出实验步骤：.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R V′，与电压表内阻的真实值R V相比，R V′R V(填“＞”、“＝”或“＜”)，主要理由是.5.等效法测电阻如图12所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读得电流表示数I ；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I ，则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值.例5 电流表A 1的量程为0～200 μA 、内电阻约为500 Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下： 电流表A 2：与A 1规格相同 滑动变阻器R 1：阻值0～20 Ω 电阻箱R 2：阻值0～9 999 Ω 保护电阻R 3：阻值约为3 kΩ电源：电动势E 约为1.5 V 、内电阻r 约2 Ω(1)如图13所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，他设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成. (2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A 1内电阻的实验步骤.a.先将滑动变阻器R 1的滑动端移到使电路安全的位置，再把电阻箱R 2的阻值调到 (选填“最大”或“最小”).b.闭合开关S 1、S ，调节滑动变阻器R 1，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A 2的示数I .c.断开S 1，保持S 闭合、R 1不变，再闭合S 2，调节电阻箱R 2，使电流表A 2的示数 ，读出此时电阻箱的示数R 2，则电流表A 1内电阻r ＝ .6.比较法测电阻如图14所示，读得电阻箱R 1的阻值及A 1、A 2的示数I 1、I 2，可得R x ＝I 1R 1I 2.如果考虑电流表内阻的影响，则I 2(R x ＋R A2)＝I 1(R 1＋R A1).例6 (2017·全国卷Ⅱ·23)某同学利用如图15(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA ，内阻大约为2 500 Ω)的内阻.可使用的器材有：两个滑动变阻器R 1、R 2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱R z (最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E (电动势约为1.5 V)；单刀开关S 1和S 2.C 、D 分别为两个滑动变阻器的滑片.(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.(2)完成下列填空：①R1的阻值为Ω(填“20”或“2 000”).②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近.③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置，最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”).④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为Ω(结果保留到个位).(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：.变式2(2016·全国卷Ⅱ·23)某同学利用图16(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干.实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值.回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”).(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为Ω(结果保留到个位).(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案标号).A.100 μAB.250 μAC.500 μAD.1 mA。
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．
实验报告：测量木材的电阻率
实验报告：测量木材的电阻率实验目的本实验的目的是测量木材的电阻率。
通过这个实验，我们可以了解不同类型的木材在电流通过时的阻力表现，并推导出它们的电阻率。
实验原理木材是一种非导电材料，所以我们需要将木材与导体连接并通过它们通电，以测量木材的电阻率。
实验中，我们使用了一个恒定电压源和一个测量电流的电流表。
实验步骤1.准备一块木材样品，并修整成长度为L，横截面积为A的长方体形状。
2.连接电路：将电源的正极与一个导线连接，导线另一端与木材接触；将电源的负极与电流表连接，电流表的另一端与木材接触。
3.打开电源，设定电压为V。
4.读取电流表的示数，记录为I。
5.根据欧姆定律，计算木材的电阻率：ρ = V/I * A/L。
数据记录与处理样品名称：木材样品1样品长度：L = 10 cm样品横截面积：A = 1 cm^2电压：V = 5 V电流：I = 0.2 A根据公式计算得到电阻率：ρ = V/I * A/L = 5/(0.2 * 1/10) = 250 Ω·cm结论通过本实验，我们成功测量了木材的电阻率，并得到结果为250 Ω·cm。
根据测量结果，我们可以得出结论：- 木材是一种较好的电绝缘材料，具有较高的电阻率。
- 木材的导电性取决于其成分、纤维方向等因素，不同类型的木材的电阻率可能存在差异。
实验注意事项- 在操作过程中，确保电路连接牢固，避免导线接触不良或发生短路。
- 注意安全，不要用湿手进行实验，避免触电危险。
- 样品的尺寸和形状需要一致，以保证测量结果的准确性。
- 实验结束后，及时关闭电源。
参考文献。