7-实验七测定金属的电阻率.ppt

【实验目的】
1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法．
2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法．
3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率．
【实验原理】
1．螺旋测微器的构造、原理及读数
(
1．金属丝直径、长度的测量带来误差．
2．由于本实验采用电流表外接法，所以R测＜R真，由ρ＝ 可知，由此引起的误差会使ρ测偏小．
3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差
【注意事项】
1．为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行
2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法．
3．电流不宜太大(电流表用0～ A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大．
某同学为测量某厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并用螺旋测微器测得其直径为D， Ω，为尽可能地提高测量的精度，他从下列器材中挑选了一些元件，设计了电路，重新测量这段导线(图实Ⅶ－7中用Rx表示)的电阻．
A．电源E： V，内阻不计
B．电压表
：量程为0～ V，内阻约为2 kΩ
C．电压表
：量程为0～ A，内阻约为1 Ω
E．电流表
D．电流表
：量程为0～ A，内阻约为1 Ω
：量程为0～ A， Ω
仪器的选择及实物连线
F．滑动变阻器R1：最大阻值10 Ω， A
G．滑动变阻器R2：最大阻值1 kΩ， A
H．定值电阻R0：阻值为4 Ω
L．开关S一个，导线若干
图实Ⅶ－7
(1)设计合理的电路，在实物图中用笔画线替代导线连接元件．
(2)实验时，电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________(只填字母代号)．
(3)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯线材料的电阻率的表达式为________．
【解析】　
(1)因电线的阻值较小，故采用电流表外接法即可，R0是保护电阻．实物连线如图所示(滑动变阻器分压式接法也可以)．
(3)由Rx＋R0＝ ， ①
Rx＝ρ ， ②
S＝π 2， ③
①②③联立，得ρ＝ .
(2009·广东高考)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用器材包括：输出电压为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等．
(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图(如图实Ⅶ－8)
实验电路的设计及数据处理
图实Ⅶ－8
(2)实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，________，合上开关，重复②的操作．
图实Ⅶ－9
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了如图实Ⅶ－9所示的关系图线，其斜率为________A－1·m－1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了________的电阻之和．
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图实Ⅶ－10所示．金属丝的直径是________，图实Ⅶ－9中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________，其数值和单位为________(保留三位有效数字)．
图实Ⅶ－10
【解析】　(1)实物图连接如图所示．
(2)实验需要进行多次测量取平均值，因此，需要改变金属丝上金属夹的位置．
(3)根据E＝I(R0＋RA)＋IR，其中R0为电阻箱的电阻值，R为电阻丝接入电路的阻值．由公式变形得： ＝ ＋ .所以图线截距为 ，纵轴截距与电动势的乘积代表了电阻箱和电流表的内阻之和．
(4)根据螺旋测微器的读数规则可得读数为
20．0× mm＝ mm.
因为R＝ρ ，所以 ＝ ＋ L，斜率与SE的乘积表示电阻率ρ.
【答案】　(1)实物连线见解析
(2)改变金属丝上金属夹的位置
(3)～　金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱和电流表)
(4) mm～ mm　金属丝的电阻率
9．69×10－7 Ω·m～×10－6 Ω·m
1．(2011·金考卷)在”测定金属的