测定金属的电阻率实验

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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＝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．
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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. 3．电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大． 4．电流不宜太大(电流表用0～ 0.6 A量程),通电时间不宜太长, 以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大． 拓展创新 在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测 量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带 来的实验误差．
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创新实验评析
【范例】 碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜．已知
某碳膜电阻阻值约为10 Ω ，其结构如图所示，现通过实验测
定碳膜厚度，备用器材如下：
A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
B．电流表(量程0～3 A，内阻约为0.03 Ω)
C．电压表(量程0～3 V，内阻约为30 kΩ)
率的公式ρ＝R
xS
＝π
d2U .
l 4lI
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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， 求出其平均值l.
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2．测电阻率的原理
把金属丝接 入如图所示的电路中 ，用电压表测 金属丝两端的电
压，用电流表测金属丝中的电流，根据 R x＝U计算金属丝的电 I
阻 Rx，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
Rx＝ρ l/S
，得出计算金属丝电阻
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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_._7_0__V．若使用的是较大量程，则
这时表盘刻度每小格表示____0_._5__V，
图中表针指示的是___8_.5____V.
(3)旋钮式电阻箱如图丁所示，电流从
接线柱A流入，从B流出，则接入电路
的电阻为__1_9_8_7___Ω.今欲将接入电路
实验 测定金属的电阻率
基础理论储备
实验目的 1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法． 2．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率． 实验原理 1．伏安法测电阻 (1)原理：R＝UI ，用电压表测定电阻两端的电压 U，用电流表 测定流过电阻的电流 I. (2)电流表的内接法和外接法的比较
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1．等效替换法 连接电路如图所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电 阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时，若电流表中的电流 示数相同，就表明Rx＝R，即可测出Rx.
2．附加电阻法
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连接电路如图所示，R1 为一阻值较大的固定电阻，Rx 为待测 电阻． (1)S2 断开，闭合 S1 调节变阻器 R，使电流表、电压表都有一 个适当读数，记下两表读数 I1、U1. (2)变阻器 R 不变，再闭合 S2，记下两表的读数 I2、U2. (3)待测电阻 Rx＝UI11－UI22
πRD
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D．电压表(量程0～15 V，内阻约为150 kΩ)
E．滑动变阻器(最大值为2 Ω)
H．学生电源(4 V)
F．滑动变阻器(最大值为20 Ω)
I．螺旋测微器
G．滑动变阻器(最大值为200 Ω)
J．游标卡尺
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实验主要步骤： (1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值．电流表选____A____， 电压表选___C_____，滑动变阻器选___F_____．(填标号) (2)在虚框中画出电路图 (3)若测得电阻值为R，该材料的电阻率为ρ，则碳膜厚度的表 达式为：d＝__ρ_L_____(用R、D、L、ρ表示)．
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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，电路经检查确认无误后，闭合电键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，填入记录表格内,断开电键S,求出导线电阻Rx的平均值. 5．整理仪器．
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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． 2．计算电阻率：将记录的数据 Rx、l、d 的值，代入电阻率计 算公式 ρ＝RxSl ＝π4dl2IU.
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【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 这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9999 Ω＝19998 Ω. 故两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为0～19998 Ω.
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经典例题展示
考点1 基本仪器的读数 例1 (1)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所
示，则金属丝的直径是__2_.1_5_0___mm. (2)①图乙用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表__0_.0_2__A, 表针的示数是__0_._4_4___A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上 每一小格代表___0_.1___A，图中表针示数为__2_._2_0___A.
的电阻改为2087 Ω，最简单的操作方
法是_____将__“__×__1_k_”__旋__钮__调__到__2_，______ ___再__将__“__×__1_0_0_”__旋__钮__调__到__0________．
若用两个这样的电阻箱,则可得到的电
阻值范围为_0_～__1_9_9_9_8__Ω_____.