实验实验 测定金属的电阻率测定金属的电阻率一、实验目的一、实验目的 1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法 2掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用方法和读数方法掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用方法和读数方法 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率 4会用伏安法测电阻，解决多种情况下电阻的测量方法会用伏安法测电阻，解决多种情况下电阻的测量方法 二、实验原理二、实验原理1螺旋测微器的构造原理及读数螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋测微器的构造：螺旋测微器的构造：如图所示是常用的螺旋测微器，它的测砧如图所示是常用的螺旋测微器，它的测砧 A 和固定刻度和固定刻度 S 固定在固定在框架框架 F 上，旋钮上，旋钮 K、微调旋钮、微调旋钮 K和可动刻度和可动刻度 H、测微螺杆、测微螺杆 P 连连在一起，通过精密螺纹套在在一起，通过精密螺纹套在 S 上上2测量金属材料的电阻率测量金属材料的电阻率(1)实验电路：如图所示实验电路：如图所示(2)伏安法测电阻：根据实验电路图，测量出加在电阻两端的电压和通过电阻伏安法测电阻：根据实验电路图，测量出加在电阻两端的电压和通过电阻的电流，就可以测量出金属材料的电阻阻值然后再测量出其长度、直径，的电流，就可以测量出金属材料的电阻阻值然后再测量出其长度、直径，计算出横截面积，根据公式计算出横截面积，根据公式 得到电阻率得到电阻率RxSld2U4Il三、实验器材三、实验器材金属丝、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关一个、导线若干、米尺金属丝、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关一个、导线若干、米尺四、实验步骤四、实验步骤1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值 d，计算出导线的横截，计算出导线的横截面积面积 Sd2/4.2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量反复测量 3 次，求出其平均值次，求出其平均值 l.3按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路，把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路，把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置路中的电阻值最大的位置(即最右端即最右端)4电路经检查确认无误后，闭合开关电路经检查确认无误后，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、电压表的示数表的示数 I 和和 U 的值，断开开关的值，断开开关 S，求出导线电阻，求出导线电阻 R 的平均值的平均值5将测得的将测得的 R、l、d 值代入电阻率计算公式值代入电阻率计算公式 中，计算出金属导线的电阻率中，计算出金属导线的电阻率RSld2U4lI6拆去实验线路，整理好实验器材拆去实验线路，整理好实验器材【重点提示重点提示】 (1)本实验所测定的金属丝电阻很小(约几欧姆)，滑动变阻器选用 020 的即可，应选用限流式接法(2)由于温度升高，会改变金属丝材料的电阻率，所以电流不要过大(一般在 1 A 以内)，电流表应选多大量程？电源电动势选多大？电流表应内接还是外接？五、注意事项五、注意事项1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路主干线路(闭合电路闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端7为避免接线交叉和正、负极性接错，连线顺序应遵循：电源正极为避免接线交叉和正、负极性接错，连线顺序应遵循：电源正极开关开关(断开状态断开状态)滑动变阻器滑动变阻器用用电器电器电流表正接线柱电流表正接线柱电流表负接线柱电流表负接线柱电源负极，最后将电压表并接在待测电路的两端，即先接干电源负极，最后将电压表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路路，后接支路8求求 R 的平均值可用两种方法：第一种是的平均值可用两种方法：第一种是 RU/I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法是用图算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法是用图像法像法(UI 图线图线)来求出若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地来求出若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑六、误差分析六、误差分析1金属丝直径、长度测量带来误差金属丝直径、长度测量带来误差2电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以 R测测R真真，由，由 R ，知，知 测测真真lS3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