实验：测定金属丝的电阻率上课用

测定金属的电阻率测定金属的电阻率实验：实验：一一.实验目的实验目的:练习使用螺旋测微器练习使用螺旋测微器学会用伏安法测电阻阻值学会用伏安法测电阻阻值测定金属的电阻率测定金属的电阻率二、实验原理二、实验原理:1 1伏安法测电阻伏安法测电阻(1)(1)电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较内接法内接法外接法外接法电路路图误差原因差原因电流表分流表分压U测UxUA电压表分流表分流I测IxIV内接法内接法外接法外接法电阻阻测量量值R测 RxRARx测量量值大于真大于真实值R测 RR0 0时，用内接法；时，用内接法；R Rx xRR0 0时，用外接法时，用外接法试触法试触法：如图所示，将电压表分别接在：如图所示，将电压表分别接在a a、c c和和b b、c c两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接法，若电压表示数变化较大，分流较大，应选用内接法，若电压表示数变化较大，则选用外接法则选用外接法(3)(3)滑变最好选择哪种接法滑变最好选择哪种接法RxRAE rRm说明：说明：一般限流式中滑变最大值：一般限流式中滑变最大值RmRm起码为起码为RxRx的的2 2倍以上倍以上:若若RmRm比比RxRx小很多时用分压式接法小很多时用分压式接法:在描绘伏安特性曲线或要求待测电阻电压从在描绘伏安特性曲线或要求待测电阻电压从0 0起起逐渐增大（要求更多的数据）则用分压式接法逐渐增大（要求更多的数据）则用分压式接法:若用限流式接法时，当滑变取最大值若用限流式接法时，当滑变取最大值RmRm，电路中最，电路中最小电流仍大于任何一元件额定电流，则用分压式接法小电流仍大于任何一元件额定电流，则用分压式接法2 2电阻率的测定原理电阻率的测定原理内阻约为几欧！内阻约为几欧！如何测阻值？如何测阻值？如何测长度？如何测长度？如何测截面积？如何测截面积？伏安法伏安法毫米刻度尺毫米刻度尺螺旋测微器螺旋测微器外接法外接法认识螺旋测微器及工作原理金属固定框架隔热握垫小砧粗调旋钮可动刻度尺测微螺杆圆柱形固定尺微调旋钮制动器1.1.把平动转化为转动；把平动转化为转动；2.2.平动距离平动距离=螺纹间距螺纹间距=0.5mm;=0.5mm;即粗测旋钮转动一周，即粗测旋钮转动一周，螺杆进退螺杆进退0.5mm0.5mm；5050等分动刻度的圆周；即每一份等分动刻度的圆周；即每一份等于等于0.01mm.0.01mm.螺旋测微器使用和读数：螺旋测微器使用和读数：读数公式读数公式:测量值测量值 =定刻度上的毫米数定刻度上的毫米数+动刻度上的格数动刻度上的格数._*0.01mm._*0.01mm说明：说明：实验方案不唯一！实验方案不唯一！基本方案基本方案+创新方案创新方案重点掌握此方案原理重点掌握此方案原理器材和量程选择依题而定器材和量程选择依题而定实验电路图及器材量程的选择实验电路图及器材量程的选择3.3.实验器材实验器材螺旋测微器，毫米刻度尺，学螺旋测微器，毫米刻度尺，学生电源，电流表，电压表，滑生电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，被测金属导动变阻器，开关，被测金属导线，导线若干线，导线若干4.4.实验步骤实验步骤（1）用螺旋测微器）用螺旋测微器测金属导线直径测金属导线直径，计算其横截面积计算其横截面积S；（2）确定电表量程，连接电路；）确定电表量程，连接电路；（3）用毫米刻度尺测出连入电路中）用毫米刻度尺测出连入电路中金属导线的长度；金属导线的长度；（4）将滑动变阻器阻值调至最大后）将滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关；闭合开关；（5）改变滑片位置，读出几组相应）改变滑片位置，读出几组相应的的U、I值并计算金属导线的电阻；值并计算金属导线的电阻；（6）代入测量数据计算金属导线的）代入测量数据计算金属导线的电阻率；电阻率；（7）断开开关，拆除电路，整理器）断开开关，拆除电路，整理器材。材。5.5.注意事项注意事项（1）本实验中被测金属电阻阻值较）本实验中被测金属电阻阻值较小，因此测量电路必须采用小，因此测量电路必须采用电流表电流表外接法外接法；（2）为减小误差，测量直径时，应）为减小误差，测量直径时，应在金属导线三个不同位置各测一次，在金属导线三个不同位置各测一次，求其平均；求其平均；（3）测量导线长度时，应测量拉直）测量导线长度时，应测量拉直的连入电路的有效长度，且测三次，的连入电路的有效长度，且测三次，取平均值；取平均值；（4）开关闭合前滑动变阻器滑片应）开关闭合前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置；置于阻值最大位置；（5）测电阻时，电流不宜过大，通）测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜过长。电时间不宜过长。实验次数次数长度度L/cm平均平均长度度L/cm直径直径d/mm平均平均直径直径d/mm横截面积横截面积S/mm2123(1)金属丝的长度金属丝的长度L_ cm_ m.(2)金属丝的横截面积金属丝的横截面积S_mm2_m2.6.6.数据记录及处理数据记录及处理实验次数次数电压U/V电流流I/A电阻阻R/R/123(3)金属丝的电阻金属丝的电阻R_.(4)金属丝材料的电阻率金属丝材料的电阻率 _m.6.6.数据记录及处理数据记录及处理7.7.误差分析误差分析（1）测量金属丝的直径、长度以及）测量金属丝的直径、长度以及电流电流和电压时读数和电压时读数产生的误差；产生的误差；（2）由于采用电流表外接法，电压表的由于采用电流表外接法，电压表的分流分流引起的误差引起的误差(测量值偏小，若误用测量值偏小，若误用内接法，则电流表分压影响更大内接法，则电流表分压影响更大)；（3）通电通电时时电流太大，或时间太长，致电流太大，或时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化使电阻丝发热，电阻率随之变化产生的产生的误差。误差。例题：例题：在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出金属丝的的实验中，用米尺测出金属丝的长度长度L，金属丝的电阻大约为，金属丝的电阻大约为5，先用伏安法测出金属丝的电阻，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然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：A电压表电压表03 V，内阻，内阻10 kB电压表电压表015 V，内阻，内阻50 kC电流表电流表00.6 A，内阻，内阻0.05 D电流表电流表03 A，内阻，内阻0.01 E滑动变阻器，滑动变阻器，010 F滑动变阻器，滑动变阻器，0100(1)要求较准确地测出其阻值，电压表应选要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选，电流表应选_，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选_(填序号填序号)(2)实验中某同学的实物接线如图实实验中某同学的实物接线如图实75所示，请指出所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误该同学实物接线中的两处明显错误错误错误1：_；错误错误2：_.解析解析因为两节干电池的电动势是因为两节干电池的电动势是3 V，用，用3 V量程的电压量程的电压表表A；因为金属丝的电阻大约为；因为金属丝的电阻大约为5，如果把，如果把3 V的电动势全的电动势全加在金属丝上，电流才是加在金属丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是，因此用量程是0.6 A的电流的电流表表C；此题中金属丝的电阻大约为；此题中金属丝的电阻大约为5，为了减小实验误差，为了减小实验误差，应选应选10 的滑动变阻器的滑动变阻器E.答案答案(1)ACE(2)错误错误1：导线连接在滑动变阻器：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误的滑片上错误2：采用了电流表内接法：采用了电流表内接法描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线物理组物理组质质 疑疑1、什么是伏安特性曲线？曲线的斜率、什么是伏安特性曲线？曲线的斜率 表示什么？表示什么？2、研究电器元件的伏安特性曲线有什、研究电器元件的伏安特性曲线有什 么实际意义？么实际意义？3、设想小灯泡的伏安特性曲线是什么、设想小灯泡的伏安特性曲线是什么 样的？样的？实验目的实验目的1、描绘小灯泡的伏安特性曲线、描绘小灯泡的伏安特性曲线2、进一步理解部分电路欧姆定律、进一步理解部分电路欧姆定律3、学会分析理论和实际出现误差的、学会分析理论和实际出现误差的 思想方法思想方法 实验原理实验原理1、根据部分电路欧姆定律，在纯电、根据部分电路欧姆定律，在纯电阻电路中，由阻电路中，由I=U/R，知，知IU曲线是曲线是一条过原点的直线，但由于电路中的一条过原点的直线，但由于电路中的其它因素，其它因素，IU曲线不一定是直线。曲线不一定是直线。2、实验中由于小灯泡电阻比较小，、实验中由于小灯泡电阻比较小，所以采用安培表外接法。实验要作所以采用安培表外接法。实验要作IU图象，要求测出图象，要求测出12组包括零在组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压式接法。用分压式接法。实验电路原理图实验电路原理图ABC实验器材实验器材3.8V，0.3A的小灯泡一个；的小灯泡一个；46V学生电学生电源源（利用三节干电池替代学生电源）；滑动变（利用三节干电池替代学生电源）；滑动变阻器（阻器（50欧，欧，1.5安）；直流电压表；直流安）；直流电压表；直流电流表；开关；导线若干。电流表；开关；导线若干。过程探究过程探究1、在连接电路时，为什么要选择恰当的、在连接电路时，为什么要选择恰当的量程？原则是什么？量程？原则是什么？2、在调节滑动变阻器的滑片位置改变灯泡两端、在调节滑动变阻器的滑片位置改变灯泡两端 电压时，应注意什么？电压时，应注意什么？3、建立直角坐标系时，怎样能恰当的选择坐标、建立直角坐标系时，怎样能恰当的选择坐标 轴的单位长度？轴的单位长度？次数次数/项项目目电流电流I（A）电压电压U（V）10.0200.2020.0600.6030.1001.0040.1401.40110.2903.40120.3103.80实验记录实验记录4.02.01.03.00.3000.2000.100I/AU/V误差分析误差分析实验结论实验结论 学以致用学以致用1、某同学在某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验中，该同学用两个不同的灯泡分别做出各自的伏安特性曲线该同学用两个不同的灯泡分别做出各自的伏安特性曲线如图所示，有图象可知，两个灯泡的电阻如图所示，有图象可知，两个灯泡的电阻R1、R2的比值的比值R1：R2等于（等于（）A、1：3 B、3：1 C、1：D、：130I/AR1R2U/V60A2、在、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，图中给出了四个可能的实验的实验中，图中给出了四个可能的实验电路图，你认为最合理的实验电路图是电路图，你认为最合理的实验电路图是（）AVAVAVAVABCDC3、图甲是描绘小灯泡的伏安特性曲线、图甲是描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验电路图，图乙是实验中所用各的实验电路图，图乙是实验中所用各种元件的实物图，请根据图甲的要求，种元件的实物图，请根据图甲的要求，在图乙中画出实物连线图。在图乙中画出实物连线图。AV甲甲乙乙