实验测定金属丝的电阻率讲解
测金属丝电阻率实验
3.伏安法测电阻： (1)电流表的内接法和外接法的比较。 内接法 外接法
电路图
误差原因
电流表分压 U测=Ux+UA
电压表分流 I测=Ix+IV
内接法 电阻测 量值 适用条 件 口 诀
R测 U测 I测 R测
外接法
U测 I测 RxRV Rx Rx RV
热点2
实验数据的分析与处理
【例证2】(2014·山东高考)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导 线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面 积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω ·m,再利用图甲所示电路测 出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。
可供使用的器材有：
③实验试探法：按如图所示接好电路,让电压表一个接线柱P先后与a、
b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化
不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电
压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。
4.电阻率的测定原理：
(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻,Rx=
Im 0.6
故滑动变阻器应选择R2;在电路中滑动变阻器为限流接法 ,闭合开关 之前,其阻值应置于最大值处,即a处。
(2)电路连接如图所示 (3)电压表的读数为2.30V。 (4)被测电阻的测量值为Rx= U -R0,Rx=ρ l ,
I S
代入数据,解得导线的实际长度为l=94m。 答案：(1)R2 a (2)见解析 (3)2.30 (4)94
(3)如何选择电流表的内外接法?
提示：Rx< R V R A 时,用电流表外接法;
Rx> R V R A 时,用电流表内接法。
第十一章 3 实验2 金属丝电阻率的测量
实验2 金属丝电阻率的测量[学习目标] 1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法.2.了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法．一、实验思路设计实验电路，如图1，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R 、长度l 和直径d (S ＝πd 24)，由R ＝ρl S 得：ρ＝RS l (用R 、S 、l 表示)＝πd 2R4l (用R 、d 、l 表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率．图1二、物理量的测量 1．电阻的测量根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U －I 图像求R . 2．电阻丝有效长度的测量用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l .反复测量多次，得到有效长度的平均值． 3．电阻丝直径的测量电阻丝比较细，所以我们采用累积的方法测量，或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径d .在不同位置测量三次，根据S ＝14πd 2计算出电阻丝的横截面积S .三、数据分析 1．数据处理(1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值．(2)图像法求电阻：作出U －I 图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑．(3)计算导体的电阻率：将三个测量值代入公式ρ＝RS l ＝πd 2R4l 即可求电阻丝的电阻率．2．误差分析(1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大． (2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确．一、实验原理和操作(2021·宿迁沭阳修远中学高一下月考)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，某次测量的示数如图2甲和乙所示，则圆柱体的长度为________ cm ，直径为________ mm.图2(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R 1的阻值置于最大处，将S 2拨向接点1，闭合S 1，调节R 1，使电流表示数为一个恰当的值I 0；②将电阻箱R 2的阻值调至最大处，S 2拨向接点2，保持R 1不变，调节R 2，使电流表的示数仍为I 0，此时R 2阻值为12.8 Ω；(3)由(2)中的测量，可得圆柱体的电阻为________ Ω；(4)利用以上各步骤中所测得的数据，得该圆柱体的电阻率为________ Ω·m. 答案 (1)5.02 5.315 (3)12.8 (4)5.65×10－3解析 (1)根据游标卡尺读数规则可读出读数为l ＝50 mm ＋2×0.1 mm ＝50.2 mm ＝5.02 cm 根据螺旋测微器读数规则可知螺旋测微器的读数d ＝5 mm ＋31.5×0.01 mm ＝5.315 mm (3)由等效替代法测量电阻的原理可知R x ＝R 2＝12.8 Ω (4)由R x ＝ρl S ＝ρlπ⎝⎛⎭⎫d 22可得ρ＝πd2R x4l代入数据解得ρ≈5.65×10－3Ω·m.二、实验数据处理在“测定金属丝的电阻率”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3所示，其读数应为_____ mm (该值接近多次测量的平均值)．图3(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为电池组(3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．图4某小组同学利用以上器材按照图4正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(3)图5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置于滑动变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线．图5(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图6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)．图6(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________． A ．1×10－2 Ω·m B ．1×10－3 Ω·m C ．1×10－6 Ω·mD ．1×10－8 Ω·m答案 (1)0.398(0.397～0.399均正确) (3)见解析图 (4)见解析图 4.4(4.3～4.7均可) (5)C解析 (1)螺旋测微器的读数为0 mm ＋39.8×0.01 mm ＝0.398 mm. (3)实物图如图甲所示(4)图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离较远的点应舍去，如图乙所示．图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值R x ≈4.4 Ω. (5)根据R x ＝ρlS得金属丝的电阻率ρ＝R x S l ＝πR x d 24l ＝3.14×4.4×(0.398×10－3)24×0.5Ω·m≈1.09×10－6 Ω·m ，故选项C 正确．针对训练 (2021·如皋市高一质量调研)在“测定金属的电阻率”的实验中图7(1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图7甲所示，则该金属丝的直径为________ mm.(2)用量程为3 V 的电压表和量程为0.6 A 的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示，则电压表的读数为________ V ，电流表的读数为________ A.(3)用米尺测量金属丝的长度L ＝0.810 m ．利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为________ Ω·m (保留两位有效数字)．答案 (1)2.935 (2)2.60 0.52 (3)4.2×10－5 Ω·m解析 (1)螺旋测微器的读数为：d ＝2.5 mm ＋43.5×0.01 mm ＝2.935 mm ；(2)因电压表的每小格为0.1 V ，所以应估读到0.01 V ，所以电压表的读数为：U ＝2.60 V ； 同理，电流表的每小格为0.02 A ，应估读到0.01 A ，所以电流表的读数为：I ＝0.52 A. (3)金属丝电阻R ＝U I ，根据R ＝ρL S 得ρ＝RSL ＝R ·(d2)2πL代入数据得ρ≈4.2×10－5 Ω·m.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如图8所示．在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触，再旋动________(选填“A ”“B ”或“C ”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．图8(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)图9甲中R x为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置．图9(4)为测量R x，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1－I1关系图像如图10所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在图中方格纸上作出U2－I2图像．图10(5)由此，可求得电阻丝的阻值R x＝________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．答案(1)C(2)不同(3)如图所示(4)如图所示(5)23.5(23.0～24.0均可)解析(1)A起固定作用，便于读数；B为粗调，调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触；然后调节C，C起微调作用．(2)电阻丝电阻R＝ρlS，测量一段电阻丝的电阻，S为这段电阻丝的横截面积，而不是某位置处的横截面积，故应在不同位置进行多次测量，取平均值作为电阻丝的直径以减小误差．(4)把U2和I2的数据在方格纸中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上．(5)结合题图中图线的斜率可知R0＋R x＋R A＝49.0 Ω，R0＋R A＝25.5 Ω，解得R x＝23.5 Ω.。
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 。
科学测量：金属丝的电阻率课件(共23张PPT)高一物理鲁科版(2019)必修三
五、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。
值Rx可以估算出金属丝电阻率约为__C__。
A.1×10－2 Ω·m
B.1×10－3 Ω·m
C.1×10－6 Ω·m
D.1×10－8 Ω·m
3.某中学课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告，设计 了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为25 Ω)的实验方案，可提供的 器材有： A.电流表G，内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA B.电流表A，内阻约为0.2 Ω，量程为0～0.1 A C.螺旋测微器 D.电阻箱R0(0～9 999 Ω，0.5 A) E.滑动变阻器R(5 Ω，1 A) F.干电池组(3 V) G.一个开关和导线若干
②在测量阻值较小的圆柱体的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并 要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路 是___D__。
πD2R (3)若圆柱体电阻用R表示，则该圆柱体的电阻率ρ＝__4_L___。(用所给的 字母表示)
2.小李同学在“测量金属丝的电阻率”实验中。 (1)因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。 正确连线后，闭合开关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＝1.65 V，电流表的示数如图乙所示； 将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此 可知应采用电流表__外___(填“内”或“外”)接法。
实验：测定金属丝的电阻率
(4)把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电 栏
阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S改
目 链
接
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S.求出
导线电阻R的平均值．
(5)将测得R、l、d的值，代人电阻率计算公式
RS l
d2U中，计算出金属导线的电阻率．
3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线 目
链
接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的 接 部分待测导线长度．测量时应将导线拉直．
4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在 有效电阻值最大的位置．
5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度的
值不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，
实验：测定金属丝的电阻率
栏 目 链 接
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．
栏 目 链 接
栏 目 链 接
1．原理：根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的
长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法 测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率．
栏
4l I
(6)拆去实验线路．整理好实验器材．
栏
目
链
【注意事项】
接
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、 电键、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．
栏
2．器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；目链
测量金属丝的电阻率课件2
类型一 实验器材与操作 【典例1】 在“探究电阻与长度、横截面积的关 系”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置 如图所示，金属丝的匝数为39，用米尺测出金属丝的长 度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝 的电阻R，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横 截面积的关系．
(1)从图中读出金属丝的直径为____________mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下 列器材： A．电压表0～3 V，内阻约10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻约50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω
解析：(1)从题图可读出紧密绕制的金属丝的宽度为 2.53 cm，故直径为2.5339cm ≈0.064 9 cm＝0.649 mm.
(2)①因为两节干电池的电动势约是 3 V，用 3 V 量程 的电压表 A；因为金属丝的电阻大约为 5 Ω，如果把 3 V 的电动势全加在金属丝上，电流才是 0.6 A，因此用量程 是 0.6 A 的电流表 C；此题中金属丝的电阻大约为 5 Ω， 为了减小实验误差，应选 10 Ω 的滑动变阻器 E.
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___． A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m C．1×10－6 Ω·m D．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是_________． A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的 误差属于系统误差 B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
2．测定金属丝电阻率实验原理． (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻 R(R＝UI )．电路原理图如图所示．
实验测量电阻测定金属丝的电阻率
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果分析 • 实验总结与展望
01
实验目的
掌握电阻率的测量方法
01
电阻率是描述导体材料导电性能 的重要参数，通过实验测量电阻 ，可以掌握电阻率的测量方法。
02
实验中需要使用电学测量仪器， 如伏安表、恒流电源等，通过测 量金属丝在不同温度下的电阻值 ，计算出电阻率。
用于测量金属丝中的电流和电 压。
导线
连接各个实验器材，形成完整 的电路。
搭建实验电路
将电源、电流表、电压表、滑动变阻 器和金属丝依次串联起来，形成一个 闭合的电路。
确保连接牢固，避免出现接触不良或 短路的情况。
进行实验测量
将滑动变阻器调节到最小值，逐渐增大金属丝中的电流和 电压，观察电流表和电压表的读数变化。
在不同的电流和电压下，分别记录电流表和电压表的读数 。
数据记录与整理
将实验过程中测量的电流和电压 值记录在表格中。
根据测量的数据，计算金属丝在 不同电流和电压下的电阻值。
分析实验数据，绘制电阻与电流、 电压的关系图，并求出金属丝的
电阻率。
04
实验结果分析
数据处理与图表绘制
数据处理
将实验测得的数据进行整理、计算和校准，得出金属丝的电阻率。
对未来研究的展望
深入研究电阻率的影响因素
我们可以进一步研究不同温度、压力、金属种类等因 素对电阻率的影响，以更深入地理解电阻率的本质。
探索新型测量方法
随着科技的发展，可能会有更精确、更简便的测量方 法出现，我们可以积极探索并应用这些新方法。
THANKS
感谢观看
实验体会
实验过程中，我们感受到了理论与实践相结合的重要性，提高了动手能力和解决问题的能力。
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。
科学测量：金属丝的电阻率课件(共12张PPT)物理鲁科版(2019)必修第三册
R
a
b
(4)求电阻：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，记入表格内，断开开关S. (5)拆除实验电路，整理好实验器材.
【数据处理】
电阻值R的数值可用以下两种方法确定： (1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果.
③简便性原则:实验时要调节方便,易于操作。 例如对滑动变阻器,如果是用分压法连入电路的,应选用阻值较小的滑动变阻器。 这样移动滑片时,用电器上电压接近均匀变化,易于操作。
1
2
3
4
5
6
平
U
均
I
值
Rx
(2)图象法：可建立U－I 坐标系，将测量的I、U 值 描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值R.
描点连直线原则： 让尽可能多的点落在直线上， 不在直线上的点平均分布在直线两侧， 舍去明显误差较大的点。
∙∙∙ ∙ ∙ ∙
【误差分析】
1.金属丝直径、长度的测量带来误差。
2.电路中电流表及电压表对电路的影响,因为电流表外接,所以R测<R真,
由 RS ，ρ测<ρ真。
l
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。
电学实验中仪器选择的三个原则
①安全性原则:通过电源、电阻、电流表、电压表等的电流不能超过其允许的 额定电流。
②精确性原则:根据实验的需要,选取精度合适的仪器,以尽可能减小实验误差。 电压表、电流表指针的偏角要大于满偏的三分之一，最好在满偏的1/3~2/3之间。
a
b
【实验器材】
刻度尺、螺旋测微器、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、待测金属丝
金属丝测电阻率实验报告
金属丝测电阻率实验报告金属丝测电阻率实验报告引言：电阻率是描述材料导电性能的重要物理量，对于金属材料而言，电阻率是其导电性能的基本特征之一。
本实验旨在通过测量金属丝的电阻和尺寸，计算出金属丝的电阻率，并探究影响电阻率的因素。
一、实验目的：1. 了解电阻率的概念和计算方法；2. 掌握测量电阻的方法；3. 研究金属丝电阻率与其材料特性的关系。
二、实验器材和材料：1. 金属丝样品；2. 电阻计；3. 电流源；4. 导线；5. 卷尺。
三、实验步骤：1. 准备工作：将金属丝样品固定在试验台上，保证其平直且不受外界干扰；2. 测量电阻：将电阻计的两个触电头分别与金属丝的两端相连，调节电流源，使电流通过金属丝，记录下所测得的电阻值；3. 测量尺寸：使用卷尺测量金属丝的长度和直径，并记录下来。
四、实验数据处理：1. 计算电阻率：根据欧姆定律，电阻率可以通过公式ρ = R × (A / L)计算得出，其中R为电阻，A为金属丝的横截面积，L为金属丝的长度；2. 分析影响因素：根据实验数据，研究金属丝电阻率与其材料特性的关系，如材料成分、温度等。
五、实验结果与讨论：通过实验测量得到的电阻率数据可以用来比较不同金属材料之间的导电性能。
实验结果显示，不同材料的金属丝具有不同的电阻率，这与其材料的导电性能有关。
例如，铜和铝是常见的导电材料，其电阻率较低，适用于电线和电缆等导电应用。
而铁和钨等金属的电阻率较高，适用于电热器件等应用。
此外，金属丝的电阻率还受到温度的影响。
随着温度的升高，金属丝的电阻率会增加，这是由于温度升高导致金属晶格振动增强，电子与晶格之间的碰撞增多，电阻增加的结果。
六、实验结论：通过本实验，我们了解了电阻率的概念和计算方法，并掌握了测量电阻的方法。
实验结果表明，金属丝的电阻率与其材料特性以及温度密切相关。
在实际应用中，我们可以根据金属丝的电阻率选择适合的材料，以满足不同导电要求。
七、实验心得：通过本次实验，我深刻认识到电阻率是描述金属材料导电性能的重要物理量，对于不同材料的金属丝而言，电阻率的差异会直接影响其导电性能。
《测量金属丝的电阻率》 讲义
《测量金属丝的电阻率》讲义一、实验目的测量金属丝的电阻率，加深对电阻定律的理解。
二、实验原理根据电阻定律：＼（R ＝＼rho ＼frac{l}｛S}＼），其中\（R\）为电阻，＼（＼rho\）为电阻率，＼（l\）为金属丝的长度，＼（S\）为金属丝的横截面积。
因为\（S ＝＼pi r^2\）（＼（r\）为金属丝的半径），所以\（＼rho ＝＼frac{RS}｛＼pi r^2 l}＼）。
通过用伏安法测量金属丝的电阻\（R\），用毫米刻度尺测量金属丝的长度\（l\），用螺旋测微器测量金属丝的直径\（d\）（从而算出半径\（r\）），就可以计算出金属丝的电阻率\（＼rho\）。
三、实验器材电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干、金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器。
四、实验步骤1、用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置测量直径，每次测量转动微调旋钮，当听到“咔咔”声时停止，读数并记录，求出平均值\（d\），计算出半径\（r ＝＼frac{d}｛2}＼）。
2、按照电路图连接实验电路。
注意电流表外接，滑动变阻器采用限流接法，开关处于断开状态。
3、用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度\（l\），测量多次，取平均值。
4、闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有合适的示数，读出此时的电流\（I\）和电压\（U\），并记录。
5、改变滑动变阻器的滑片位置，重复步骤 4，测量多组\（I\）和\（U\）的值。
6、断开开关，整理实验器材。
五、数据处理1、根据实验数据，计算出每次测量的电阻\（R ＝＼frac{U}｛I}＼）。
2、求出电阻的平均值\（＼overline{R}＼）。
3、计算金属丝的横截面积\（S ＝＼pi r^2\）。
4、将\（＼overline{R}＼）、＼（l\）和\（S\）的值代入\（＼rho＝＼frac{＼overline{R}S}｛＼pi r^2 l}＼），计算出金属丝的电阻率\（＼rho\）。
六、注意事项1、测量金属丝的直径时，要在三个不同位置测量，求平均值以减小误差。
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。
第2课时 实验2 金属丝电阻率的测量
第2课时 实验2 金属丝电阻率的测量一、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1.把金属电阻丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R ⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＝U I 。
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 ＝πd 24。
3.由电阻定律R ＝ρl S ，得ρ＝RS l ＝πd 2R 4l ＝πd 2U4lI ，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、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：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录。
2.连电路：按实验原理中的电路图连接实验电路。
3.量长度：用毫米刻度尺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.测电阻：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S 。
5.拆除实验电路，整理好实验器材。
五、数据处理1.金属丝直径：将在三个不同位置测量的直径取平均值作为金属丝的直径d。
2.金属丝长度的测量：将3次测量的长度取平均值作为金属丝的长度l。
3.金属丝的电阻(1)平均值法：可以用每次测量的U、I分别计算出金属丝的电阻，再求平均值作为金属丝的电阻。
(2)图像法：建立U－I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图像，利用图像斜率来求出金属丝的电阻R。
4.电阻率的计算将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝RSl＝πd2R4l中，计算出金属丝的电阻率。
六、误差分析1.金属丝直径、长度测量的不准确带来偶然误差。
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)。
测量金属丝的电阻率课件
标准电阻 R0(阻值 5 Ω) 滑动变阻器 R1(0～5 Ω，2 A) 滑动变阻器 R2(0～200 Ω，1.5 A) 直流电源 E(E＝6 V，内阻不计) 开关 S、导线若干
(1)如图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理 的是________。
A
B
C
D
(2)实验中滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”)， 并采用________接法。
注意：游标卡尺测量长度不需要估读。
二、螺旋测微器的测量原理及使用 1．结构：如图所示，测砧 A 和固定刻度 B 固定在尺架 C 上， 可动刻度 E、粗调旋钮 D、微调旋钮 D′、测微螺杆 F 是连在一起的， 通过精密螺纹套在 B 上。
2．测量原理 螺旋测微器的螺距是_0_.5_ mm，螺栓上可动刻度一周为 50 格， 当测微螺杆每转一周时，前进(或后退)一个螺距 0.5 mm。若每转过 1 格，前进(或后退)__0_.0_1_ mm，因此螺旋测微器的精确度为_0_._0_1_ mm。
(4)
πD2 4L
UI －R0
类型二 实验电路与数据处理 【典例 2】 用伏安法测量电阻 R 的阻值，并求出电阻率 ρ。 给定电压表(内阻约为 50 kΩ)、电流表(内阻约为 40 Ω)、滑动变 阻器、电源、开关、待测电阻(约为 250 Ω)及导线若干(要求测量电流、 电压能从 0 开始调节)。
(1)在虚线框中画出测量 R 的电路图。
[解析] (1)由并联电路特点可知，当 I2＝12I1 时，电阻箱的阻值 与待测铅笔芯的阻值相等。
(2)螺旋测微器的读数为 1.000 mm。
(3) 由 公 式Rຫໍສະໝຸດ ＝ρL S
可
计算
，
铅
金属丝测电阻率实验报告
一、实验目的1. 了解金属丝电阻率的测量原理和方法；2. 通过实验，掌握金属丝电阻率的测量步骤和数据处理方法；3. 培养学生实验操作技能，提高实验数据的处理和分析能力。
二、实验原理金属丝电阻率的测量基于电阻定律公式：R = ρL/S，其中R为电阻，ρ为电阻率，L为金属丝的长度，S为金属丝的横截面积。
通过测量金属丝的长度、直径和电阻，可以计算出金属丝的电阻率。
三、实验仪器1. 金属丝（待测）2. 直尺（测量金属丝长度）3. 游标卡尺（测量金属丝直径）4. 电流表（测量电路中的电流）5. 电压表（测量电路中的电压）6. 滑动变阻器（调节电路中的电流）7. 电源（提供电路中的电压）8. 开关（控制电路的通断）9. 导线（连接电路）四、实验步骤1. 将金属丝固定在直尺上，用直尺测量金属丝的长度L，记录数据；2. 用游标卡尺测量金属丝的直径d，记录数据；3. 将金属丝接入电路中，连接电源、电流表、电压表、滑动变阻器和开关；4. 调节滑动变阻器，使电路中的电流达到一定值，记录电流表的读数I；5. 用电压表测量金属丝两端的电压U，记录数据；6. 根据测量数据，计算金属丝的电阻R = U/I；7. 计算金属丝的横截面积S = π(d/2)^2；8. 根据电阻定律公式，计算金属丝的电阻率ρ = R S / L。
五、实验数据及处理实验数据如下：| 长度L (m) | 直径d (mm) | 电流I (A) | 电压U (V) | 电阻R (Ω) || ---------- | ---------- | --------- | --------- | ---------- || 0.3 | 1.5 | 0.2 | 0.6 | 3 |根据实验数据，计算金属丝的电阻率：ρ = R S / L = 3 π(1.5/2)^2 / 0.3 = 3.14 Ω·m六、实验结果分析通过实验，我们测量了金属丝的电阻率，得到的结果为3.14 Ω·m。
实验测量电阻测定金属丝的电阻率
第三节 实验(1):测量电阻 测定金属丝的电阻率
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毕业论文答辩
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方法探究突破
基础梳理整合
核心理解深化
基础梳理整合
◎构建能力大厦的奠基石◎
滑动变阻器的选择
一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻,在0.1~0.5倍之间为好。即阻值小些,以获得较大的电流输出
一般选用滑动变阻器的全电阻和用电器的电阻相差不多或大几倍,在2~5倍为好,这样既便于调节用电器两端电压,变化范围又比较大。若过大,则不能有效地控制电流;过小,则控制电流不平稳,会造成电流值跳跃太大
mA,则下面对于Rx的叙述正确的是( )。
答案： BCD
01.
采用甲图误差较小,Rx的测量值为725 Ω
02.
采用乙图误差较小,Rx的测量值为1 000 Ω
03.
Rx的真实值应在725~1 000 Ω之间
04.
若电源内阻不计,可知Rx的真实值为975 Ω
解析:电压表读数差别不大,说明电流表分压作用小,即电流表内阻较小,所以用乙图测量误差小,测量值Rx= =1 000 Ω,采用甲图的测量值Rx= =750 Ω,Rx的真实值应在725~1 000 Ω之间,若电源内阻不计,由闭合电路欧姆定律
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。
(2)螺旋测微器的原理
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
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．
测金属丝的电阻率的实验原理
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测金属丝的电阻率的实验原理
咱来唠唠测金属丝电阻率这个实验原理哈。
这电阻率呢，它是用来描述材料导电性能的一个物理量。
你想啊，金属丝是导电的，那我们怎么去搞清楚它的电阻率呢？这就涉及到一些基本的物理知识啦。
我们知道电阻的计算公式是R = U / I，这里的R就是电阻，U是电压，I是电流。
那对于一根金属丝来说，它的电阻和它的电阻率是有关系的。
金属丝的电阻还和它的长度L以及横截面积S有关，它们之间的关系是R = ρ (L / S)，这里的ρ就是我们要测的电阻率。
所以呢，我们只要能测量出金属丝的电阻R、长度L和横截面积S，就能算出电阻率ρ啦。
那怎么测量电阻R呢？这就用到我们熟悉的伏安法啦。
就是给金属丝两端加上电压U，然后测量通过它的电流I，再根据R = U / I算出电阻。
测量长度L就比较简单啦，拿个尺子量一量金属丝的长度就好啦。
横截面积S的测量呢，要是金属丝是那种规则形状的，比如说圆形截面，我们可以先测量出它的直径d，然后根据圆的面积公式S = π (d / 2)²算出横截面积。
概括性来讲呢，这个实验原理就是通过伏安法测量金属丝的电阻，再测量它的长度和横截面积，最后根据公式算出电阻率。
这就像是一场探秘之旅，我们从测量一些基本的量开始，最后揭开金属丝电阻率的神秘面纱。
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? 3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依 次将电源、电键、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。
? 4．闭合电键 S之前，一定要使滑动变阻器的滑 动片处在有效电阻值最大的位置。
? A.6 V电池组 ? B.电流表（0～0.6 A ，内阻0.5 Ω) ? C.电流表（0～3 A ，内阻0.01 Ω) ? D.电压表（0～3 V，内阻1 kΩ) ? E.滑动变阻器（0～20 Ω），额定电流1 A ） ? ⑴实验中用螺旋测微器测量金属丝直径时，测量结果如图所示，
则金属丝直径是________mm. ? (2)上述器材中电流表应选用的是___________（用字母代替）. ? (3)在方框内画出实验电路图.
⑴所须选用的器材有： _____（填器材前的字母即可）。
⑵所须测量的 物理量有：___ 、___、 _____、 _____。
⑶根据实验测得的以上数据计算电阻膜厚度 d的数学表达 式为：d=______ 。
⑴A（用来测量MN间的
长度）、B（用来测量陶 瓷管的外径）、D、E、
F、G、I（以上用来测量 电阻膜的阻值） ⑵MN间距离L、管的外
径D、电流I、电压U
? ⑷在左下图的方框中画出实验电路图（ MN间的 电阻膜的电阻约几个ｋ Ω，滑动变阻器的总阻值 为50Ω）。并将右下图中的实物按电路图连接起 来（有３根导线已经连好，不得改动）。
⑷测量大电阻所以要采用电流表内接法；由于被测电阻 阻值远大于滑动变阻器的总阻值，所以只有采用分压电 路才能做到多取几组数据测电阻值，减小偶然误差。
【例2 】在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测 量金属丝直径时的刻度位置如图13所示，用米尺测出金属丝的 长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电 阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率． (1)从图中读出金属丝的直径为__0_._6_8_0__mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω E．滑动变阻器0～10 Ω F．滑动变阻器0～100 Ω
下右图中的 P是一根表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜的 长陶瓷管（碳膜布满圆柱体的外侧面）。陶瓷管的长度约 为50cm ，外径约为 6cm ，所用电阻膜材料电阻率为 ρ， 管的两端有导电箍 M、N。该电阻的长度就是陶瓷管的长 度，其截面积可看作等于膜的厚度与圆周长的乘积。现有 器材为：A.米尺、B.游标卡尺、 C.螺旋测微器、 D.电压表、 E.电流表、 F. 电池组、G.滑动变阻器、 H.电阻箱、I.电键 和导线。请你设计一个测量该电阻膜厚度 d的实验方案。
__________________ 。
A、D、E、G、H
? （2）为减小实验误差，应选用下图中 __b___（填
“a”或“”）为该实验的电路原理图，并按所选
择的电路原理图把实物图用导线连接起来。
b
–
+
? 例4．在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻 Rx 约3Ω，为减小误差，要求金属丝发热功率P<0.75 W，备有部分 仪器有：
第九章 恒定电流
第5节 实验：测定金属丝的电阻率
电阻定律
1、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它 的横截面积成反比。 2、表达式： 3、电阻率 ρ：与导体的材料和温度有关。
一般金属的电阻率随温度的升高而增大。当温度降 低到绝对零度附近时，某些材料电阻率减小到零， 这种现象称为超导现象。
? 1、实验目的是什么？实验原理是什么？画出实 验电路图。
? 5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电 流强度I的值不宜过大（电流表用 0~0.6A 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变化。
? 测电阻率 ? [ 例1] 在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金
属导线的电阻 Rx约为5W，实验室备有下列实验器材 ? A. 电压表V1（量程3V，内阻约为 15k W） ? B. 电压表V2（量程15V，内阻约为 75kW） ? C. 电流表A1（量程3A，内阻约为 0.2W） ? D. 电流表A2（量程600mA ，内阻约为 1W） ? E. 变阻器R1（0～100W，0.6A） ? F. 变阻器R2（0～2000W，0.1A） ? G. 电池E（电动势为 3V，内阻约为 0.3W） ? H. 开关S，导线若干 ? （1）为减小实验误差，应选用的实验器材有（填代号）
? 2、实验过程应该注意什么问题？本实验会出现 什么样的误差？如何减小误差？
? 3、本实验的考题有什么变化的形势？
基础再现·深度思考 【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＝ πd2 . 2．电路连接：连接4 好用伏安法测电阻的实验电路． 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，求其平均值 l. 4．U、I测量：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 合开关 S，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，填入记录表格内， 断开开关S，求出金属导线电阻 R的平均值． 5．拆除电路，整理好实验器材．
基础再现·深度思考
Hale Waihona Puke 实验八 测定金属的电阻率【数据处理】
1．在求R 的平均值时可用两种方法 (1)用R＝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、l、d 的值代入电阻率计算ρ＝式RSl＝π4dl2IU.
? [ 注意事项 ]
? 1．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 压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将 导线拉直。