测金属电阻率.doc

实验一测定金属丝的电阻率一、实验目的(1) 学会使用螺旋测微器及正确读数。(2) 学会用伏安法测电阻。(3) 测定金属的电阻率。(4) 掌握滑动变阻器的两种使用方法。二、实验原理用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度 l ,用螺旋测微器测导线的直径 d ,用伏安法测导线的电阻 R ,由 R=ρ lS 得ρ= RS l = π·d 2R4l 。三、实验器材被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。附:螺旋测微器的构造、使用和读数(1) 构造: 如图实- 1-1 所示为螺旋测微器的结构图。它的小砧A 和固定刻度B 固定在框架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- 1-1 (2) 测量原理: 螺旋测微器的螺距是 mm , 螺栓上可动刻度一周为 50格, 当螺栓每转一周时, 前进( 或后退) 一个螺距 mm 。若螺栓每转过 1 格,前进( 或后退) mm ,因此螺旋测微器的精确度为 mm 。(3) 操作与读数: 使用螺旋测微器时,将被测物体放在小砧 A 和测微螺杆 F 之间,先使用粗调旋钮 D, 在测微螺杆 F 快靠近被测物体时,改用微调旋钮 D′,听到咔咔声音停止转动,并用止动旋钮止动, 然后读数。读数时, 在固定刻度尺上读出大于 mm 的部分, 在可动刻度上读出不足 mm 的部分,读可动刻度示数时还要注意估读一位数字。螺旋测微器的读数可用下式表示: 螺旋测微器的读数=固定尺上的读数+可动尺上的读数× 精确度。如图实- 1-2 所示,读数为 mm + × mm = mm 。图实- 1-2 四、实验过程 1. 实验步骤(1) 用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,并记录。(2) 将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直,用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度 l( 即有效长度) ,反复测量三次,并记录。(3) 依照图实- 1-3 中所示的电路图用导线把器材连好, 并把滑动变阻器的阻值调至最大。图实- 1-3 (4) 电路经检查无误后, 闭合开关 S, 改变滑动变阻器滑动片的位置, 读出几组相应的电流表、电压表的示数 I和U 的值;记入记录表格内,断开开关 S。(5) 整理好实验器材,实验结束。 2. 数据处理(1) 根据记录结果,计算出金属丝的直径 d 和长度 l 的平均值。(2) 根据记录的 I、U 值,计算出金属丝的平均电阻值 R。(3) 将测得 R、l、d 的值, 代入电阻率计算公式ρ= RS l = π·d 2R4l 中, 计算出金属丝的电阻率。五、误差分析本实验的系统误差主要是电流表及电压表对电阻测量的影响造成的, 为减小误差应采用电流表外接法,这样 R 测<R 真,由ρ= R xl S 得知ρ测<ρ真,另外金属导线通电后发热,其电阻率会随之变化, 因此通电时间不要太长, 通入的电流也不要太大, 导线直径和长度的测量也会产生偶然误差。六、注意事项(1) 导线的长度是连入电路的导线的有效长度( 而不是金属丝的总长度)。(2) 由于被测金属导线的阻值较小,为了减小测量误差,应选用电流表外接法。(3) 测电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长。(4) 为准确求出