测定金属的电阻率(上课用)

测定金属的电阻率实验：1.实验目的:①练习使用螺旋测微器②学会用伏安法测电阻阻值③测定金属的电阻率2.实验原理:SlRIldUlRS42IUR2)2(dS电路原理如图A3.实验器材螺旋测微器，毫米刻度尺，学生电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，被测金属导线，导线若干4.实验步骤（1）用螺旋测微器测金属导线直径，计算其横截面积S；（2）确定电表量程，连接电路；（3）用毫米刻度尺测出连入电路中金属导线的长度；（4）将滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关；（5）改变滑片位置，读出几组相应的U、I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电阻率；（7）断开开关，拆除电路，整理器材。5.注意事项（1）本实验中被测金属电阻阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法；（2）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，求其平均；（3）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，取平均值；（4）开关闭合前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置；（5）测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜过长。6.误差分析（1）测量金属丝的直径和长度产生的误差；（2）电压表的分流引起的误差；（3）通电时，电阻发热，引起电阻率变化产生的误差。补充：螺旋测微器的使用1．螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图实－7－2所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上。旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。图实－7－2(2)螺旋测微器的原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)如图实－7－3所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。图实－7－3数据处理与误差分析[例题](2012·北京高考)在“测定金属的电阻率”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实－7－9所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)。图实－7－9(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，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：0.5200.4600.3400.2200.1600.0600.020I/A2.301.701.501.000.700.300.10U/V7654321次数由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图实－7－10中的________图(选填“甲”或“乙”)。图实－7－10(3)图实－7－11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，补充完成图实－7－11中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。图实－7－11图实－7－12(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图实－7－12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Rx＝________Ω(保留两位有效数字)。(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．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·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图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差[解析](1)螺旋测微器的读数为0mm＋39.7×0.01mm＝0.397mm(2)通过给定的数据发现电压接近从0开始，故滑动变阻器采用的是分压式接法。(3)对滑动变阻器的分压式接法，连线时应使测量电路在开始时分到的电压为0。(4)图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧。图线的斜率反映了金属丝的电阻，所以Rx＝4.5Ω。(5)由R＝ρl/S，S＝π(d/2)2，取d＝4×10－4m、l＝0.5m、R＝4.5Ω，解出ρ≈1×10－6Ω·m。(6)由于读数引起的误差属于偶然误差，选项A错误；由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选项B错误，选项C正确；利用U－I图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，选项D正确。[答案](1)0.397(0.395～0.399均可)(2)甲(3)如图甲所示(4)如图乙所示4.5(4.3～4.7均可)(5)C(6)CD