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1 mm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R v。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R V = 。

例3．用以下器材测量一待测电阻R x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1.5 V，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R x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5 kΩ)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。

例题参考答案

1．972.0；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：8 mm+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R V。

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○A，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 0.44 A 30.50 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。