实验1：测定金属的电阻率

实验一测定金属的电阻率 一、 实验原理 ①用测量电阻的方法测量金属丝的电阻（伏安法、伏伏法、安安法、等效替代法、半偏法等）； ②用米尺测量接入电路中金属丝的长度L；（在拉直状态下，测三次取平均值） ③用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出其横截面积S；（在三个不同的位置，测三次取平均值） ④据电阻定律RρL/S，计算出电阻率ρRS/Lπd2U/4IL PS①为避免温度对电阻的影响，应使时间尽量短，电流尽量小； ②此电路一般采用外接式，且应使电表示数偏转较大，以减小读数误差； ③数据处理多次测量U、I值，求出电阻之后，再对电阻取均值\\利用U-I图像求也可以； ④实验前，一定要保证电路中的电流最小。（依据限流式或者分压式具体分析） 二、 考点研析 考点1游标卡尺和螺旋测微器的读数 （1）游标卡尺的读数 方法主尺（cm）副尺（n精度） n与主尺刻线对齐的第n条线；精度（10等分）0.1mm、（20等分）0.05mm、（50等分）0.02mm （2）螺旋测微器的读数 方法读数固定刻度mm（注意半格是否露出）可动刻度（含估读）0.01mm 考点2全面考查实验“测定金属的电阻率” 例题1在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为50cm。 （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1所示，其读数应为________mm该值接近多次测量的平均值） （2）用伏安法测量电阻丝的电阻.实验所用器材为电池组（电动势3V，内阻约为1），电流表（内阻约0.1），电压表（内阻约3阻），滑动变阻器R（020，额定电流2A），开关，导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知他们测量是采用图2中的_____图选填“甲”或“乙” （3）图3是测量Rx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置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物图的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图4中标出第2、4、6次测量数据的3个坐标点，并描绘出图线，由图线得出金属丝的阻值______ 保留2位有效数字。 5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___________（填选项前的符号）。 A. 110-2 Ωm B. 110-3 Ωm C. 110-6 Ωm D. 110-8 Ωm （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选项是_________（有多个正确选项）。 A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D. 用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差 针对训练 1.某待测电阻的额定电压为3V（阻值大约为10Ω）．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材 A电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω） B电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω） C电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ） D电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ） E滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω） F滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω） G电源E（电动势4V，内阻可忽略） H电键、导线若干． ①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可） 电流表_________；电压表___________；滑动变阻器_____________． V A Rx E S R Ａ V Rx E S R A Ｂ V Rx E S R A Ｃ V Rx E S R A Ｄ ②下列给出的测量电路中，最合理的电路是 2.某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率，已知电阻丝的长度为L，电阻约为20Ω，可提供的器材有 A电流表G，内阻，满偏电流 B电流表A，内阻约为0.2Ω，量程为00.6A C螺旋测微器 D电阻箱（09999Ω，0.5A） E滑动变阻器（5Ω，1A） F干电池组（3V，0.05Ω） G一个开关和导线若干 他进行了以下操作 ①用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。如图所示为螺旋测微器的示数部分，则该次测量测得电阻丝的直径d mm。 ②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量3V的电压，则电阻箱的阻值应调为R0 Ω。 ③设计实验电路图。图中虚线框里只是他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整。 ④实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。 ⑤测量并计算电阻率。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为l1，电流表A的示数为l2。请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式r 。 3.在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。 ①用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图13所示，则该电阻丝直径的测量值 d mm； ②实验中能提供的器材有开关，若干导线及下列器材 电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）； 电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）； 电流表A1（量程0～100mA，内阻约5Ω）； 电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）； 滑动变阻器R1（0～10Ω）； 滑动变阻器R2（0～1kΩ）； 电源E（电动势为4.5V，内阻不计）。 为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。 4.有一根很细的均匀空心金属管，管长约50cm、电阻约为10Ω，现需测定它的内径d，但因其内径较小，无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为ρ。实验室中可以提供下列器材 A．厘米刻度尺； B．毫米刻度尺； C．螺旋测微器； D．电流表（量程300mA，内阻约1Ω）； E．电流表（量程3A，内阻约0.1Ω）； F．电压表（量程3V，内阻约6kΩ）； G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）； H．滑动变阻器