测定金属的电阻率

测定金属的电阻率

一、说明

要求学会使用螺旋测微器,学会用伏安法测量电阻的阻值,用电阻的定义式求电阻率;会处理该实验中出现的仪器选择、电路连接方式及误差分析、电阻率计算等综合问题。《测定金属的电阻率》是电学实验中最为核心的内容，一直是对实验知识和实验能力的综合考查的最佳切入点，新课改高考大纲与原来的考试大纲要求相同。

二、示例

例1.在“测定金属的电阻率”实验中,需要测量金属丝的长度和直

径。现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝长度，图中箭头所指位置是拉直的金

属丝两端在米尺上相对应的位置,测得的金属丝长度为ｍm.在测量金属丝直

径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径?请简述测量方法：。

例２．(1)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图所示，此示数为。

（2）利用图中给定的器材测量电压表V的内阻Ｒv。图中Ｂ为电源（内阻

可忽略不计）,R为电阻箱，K 为电键。

①将图中实物连接为测量所用的电路。

②写出实验中必须记录的数据（用符号表示）,并指出各符号的意义：

。

③用②中记录的数据表示R V的公式为ＲV = 。

例3．用以下器材测量一待测电阻Ｒx的阻值(900～1000Ω)。

电源Ｅ，具有一定内阻，电动势约为9.０V;

电压表Ｖ1，量程为1.5Ｖ，内阻ｒ１=７５0Ω；

电压表V2,量程为5V，内阻r2＝2５00Ω;

滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω；

单刀单掷开关K,导线若干。

(１)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1

3

,试根据右图所示仪器画出测量电阻R x的一种实验电路原理

图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。

(2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.

(3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U２表示,则由已知量和测得量表示Ｒx的公式为R x=。

例4.利用螺旋测微器、米尺和图所示的器材(其中电流表的内阻为１Ω,电

压表的内阻为5kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为５Ω的金属丝的电

阻率。

(１）用实线代替导线，将图中的器材连接成实物电路图,要求尽量避免交叉，电流表、电压表威该选择合适的量程(已知电源的电动势为6V，滑动变阻器的阻值为0～20Ω）。

(2)实验时螺旋测微器测

量金属丝的直径和米

尺测量金属丝的长度示数如图１所示，电流

表、电压表的读数如图2图1

所示,由图可以读出金属图２

丝两端的电压Ｕ=，流过金属丝的电流强度I= ,金属丝的长度L= cｍ，金属丝的直径d = mm。

ﻬ例题参考答案

1.97

2.0;方法略

解析：在铅笔上紧密排绕金属丝N匝,用来尺量出该Ｎ匝金属丝的宽度D，由此可以计算得出金属丝的平均直径为D／N。

２.(1)8.116

（2)①连线如解析图所示。

②R１、Ｒ2，它们是电阻箱的两次读数；U1、U2,它们是相应的电压表的两次读数

③2211

12

U R U R

U U

-

-

解析:(1)螺旋测微器读数为：８mm+11．6×0.０1 mm＝8．１16 ｍｍ;

(2）①将各元件串联如右图所示,

②利用改变Ｒ，测出U,由闭合电路欧姆定律可解出RＶ。

③1

11

V

U

E U R

R

=+⋅, 2

22

V

U

E U R

R

=+⋅，解得,2211

12

V

U R U R

R

U U

-

=

-

。

3.答案：(1）如下图(1)所示。

答图(1）答图（2）

(2)如右上图(2)所示。

(3）112

2112

U r r

U r U r

-

或21

1

1

U U

r

U

-

解析:(1)由滑动变阻器R约为100Ω知，用分压式接法,将V１、V2选一个代替错误!，利用伏安法测出R x阻值。（2）实物连图如答案中图（２）所示。

（3）对(1)图有122

12

x

U U U

r R r

+=,解得112

2112

x

U r r

R

U r U r

=

-

。对（2)图有1

21

1

x

U

U R U

r

=+，解得21

1

1

x

U U

R r

U

-

=。

4.答案:(1)实验连线图如右图所示.(2）２.15～2.１9 V 0.４4Ａ3０．50 １.8５0

解析:由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多,因此采用电流袁外接

法;由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流

式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用,滑动变阻器应该连接

“Ａ、Ｂ、C”或“A、B、D”几个接线柱；由题图可以看出电流表应该连接“+”接线柱和“0.6”接线柱+，电压表应该连接“+”接线柱和“3”接线柱。