第七章恒定第七章恒定电流流实验七测定金属的电阻率实验七测定金属的电阻率1螺旋螺旋测微器微器(1)构造：如构造：如图甲，甲，S为固定刻度，固定刻度，H为可可动刻度刻度(2)原理：可原理：可动刻度刻度H上的刻度上的刻度为50等份，旋等份，旋钮K每旋每旋转一周，一周，螺杆螺杆P前前进或后退或后退0.5mm，则螺旋螺旋测微器的精确度微器的精确度为0.01mm.甲甲 乙乙(3)读数数测量量时被被测物体物体长度的半毫米数由固定刻度度的半毫米数由固定刻度读出，不足半出，不足半毫米部分由可毫米部分由可动刻度刻度读出出测量量值(mm)固定刻度数固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度注意半毫米刻度线是否露是否露出出)可可动刻度数刻度数(估估读一位一位)0.01(mm)如如图乙所示，固定刻度示数乙所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米，从可，不足半毫米，从可动刻度上刻度上读的示数的示数为15.0，最后的，最后的读数数为：2.0mm15.00.01mm2.150mm.2游游标卡尺卡尺(1)构造构造(如如图所示所示)：主尺、游：主尺、游标尺尺(主尺和游主尺和游标尺上各有一个尺上各有一个内外内外测量爪量爪)、游、游标尺上尺上还有一个深度尺，尺身上有一个深度尺，尺身上还有一个有一个紧固螺固螺钉(2)用途：用途：测量厚度、量厚度、长度、深度、内径、外径度、深度、内径、外径(3)原理：利用主尺的最小分度与游原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差尺的最小分度的差值制成制成.不管游不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主度比主尺上的同尺上的同样多的小等分刻度少多的小等分刻度少1mm.常常见的游的游标卡尺的游卡尺的游标尺上尺上小等分刻度有小等分刻度有10个的、个的、20个的、个的、50个的，个的，见下表：下表：刻度格数刻度格数(分度分度)刻度刻度总长度度每小格与每小格与1mm的差的差值精确度精确度(可准确到可准确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)读数：若用数：若用x表示由主尺上表示由主尺上读出的整毫米数，出的整毫米数，K表示从游表示从游标尺上尺上读出与主尺上某一刻出与主尺上某一刻线对齐的游的游标的格数，的格数，则记录结果果表达表达为(xK精确度精确度)mm.3常用常用电表的表的读数数对于于电压表和表和电流表的流表的读数数问题，首先要弄清，首先要弄清电表表量程，即量程，即指指针指到最大刻度指到最大刻度时电表允表允许通通过的最大的最大电压或或电流流值，然，然后根据表后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指的刻度数确定精确度，按照指针的的实际位置位置进行行读数即可数即可(1)03V的的电压表和表和03A的的电流表流表读数方法相数方法相同，此量程同，此量程下的精确度分下的精确度分别是是0.1V或或0.1A，看清楚指，看清楚指针的的实际位置，位置，读到小数点后面两位到小数点后面两位(2)对于于015V量程的量程的电压表，精确度是表，精确度是0.5V，在，在读数数时只只要求要求读到小数点后面一位，即到小数点后面一位，即读到到0.1V.(3)对于于00.6A量程的量程的电流表，精确度是流表，精确度是0.02A，在，在读数数时只只要求要求读到小数点后面两位，到小数点后面两位，这时要求要求“半格估半格估读”，即，即读到到最小刻度的一半最小刻度的一半0.01A.4电流表、流表、电压表表测电阻两种方法的比阻两种方法的比较电流表内接法流表内接法电流表外接法流表外接法电路路图误差差原因原因电阻阻测量量值适用条件适用条件电流表分流表分压U测UxUA电压表分流表分流I测IxIVRARxRVRx一、一、实验目的目的1掌握掌握电流表、流表、电压表和滑表和滑动变阻器的使用方法阻器的使用方法2掌握螺旋掌握螺旋测微器和游微器和游标卡尺的使用和卡尺的使用和读数方法数方法3会用伏安法会用伏安法测电阻，阻，进一步一步测定金属的定金属的电阻率阻率三、三、实验器材器材被被测金属金属丝，直流，直流电源源(4V)，电流流表表(00.6A)，电压表表(03V)，滑，滑动变阻器阻器(50)，开关，开关，导线若干，螺旋若干，螺旋测微微器，毫米刻度尺器，毫米刻度尺四、四、实验步步骤1用螺旋用螺旋测微器在被微器在被测金属金属丝的三个不同位置各的三个不同位置各测一一次直次直径，求出其平均径，求出其平均值d.2按按实验原理原理图连接好用伏安法接好用伏安法测电阻的阻的实验电路路3用毫米刻度尺用毫米刻度尺测量接入量接入电路中的被路中的被测金属金属导线的的有效有效长度，反复度，反复测量量3次，求出其平均次，求出其平均值l.4把滑把滑动变阻器的滑片阻器的滑片调节到使接入到使接入电路中的路中的电阻阻值最大的最大的位置，位置，电路路经检查确确认无无误后，后，闭合合电键S，改，改变滑滑动变阻器阻器滑片的位置，滑片的位置，读出几出几组相相应的的电流表、流表、电压表的示数表的示数I和和U的的值，填入，填入记录表表格格内，断内，断开开电键S，求，求出出导线电阻阻Rx的平的平均均值5整理整理仪器器一、伏安法一、伏安法测电阻的阻的电路路选择方法方法1阻阻值比比较法法：先将待：先将待测电阻的估阻的估计值与与电压表、表、电流表内流表内阻阻进行比行比较，若，若Rx较小，宜采用小，宜采用电流表外接法；若流表外接法；若Rx较大，大，宜采用宜采用电流表内接法流表内接法3实验试探法探法：按如：按如图所示所示电路路图接好接好电路，路，让电压表的一表的一根接根接线柱柱P先后与先后与a、b处接触一下，如果接触一下，如果电压表表的示的示数有数有较大的大的变化，而化，而电流表的示数流表的示数变化不大，化不大，则可采用可采用电流表流表外接外接法；如果法；如果电流表的示数有流表的示数有较大的大的变化，而化，而电压表的示表的示数数变化化不大，不大，则可采用可采用电流表内接法流表内接法三、三、误差分析差分析1金属金属丝直径、直径、长度的度的测量量带来来误差差2若若为内接法，内接法，电流表分流表分压，若，若为外接法，外接法，电压表分流表分流四、注意事四、注意事项1测量直径量直径应在在导线连入入电路前路前进行，行，测量金属量金属丝的的长度，度，应在在连入入电路后拉直的情况下路后拉直的情况下进行行2本本实验中被中被测金属金属丝的阻的阻值较小小,故采用故采用电流表外接法流表外接法3电流不宜太大流不宜太大(电流表用流表用00.6A量量程程)，通，通电时间不宜太不宜太长，以免金属，以免金属丝温度升高，温度升高，导致致电阻率在阻率在实验过程中程中变大大考点一考点一测量量仪器、器、仪表的表的读数数考点二考点二 仪器的器的选择和数据和数据处理理考点三考点三 对误差分析和差分析和实验原理的考原理的考查考点一考点一测量量仪器、器、仪表的表的读数数17.723.853.182.1500.020.440.12.200.11.700.58.5(2014高考山高考山东卷卷)实验室室购买了一了一捆捆标称称长度度为100m的的铜导线，某同学想通，某同学想通过实验测定其定其实际长度度该同学同学首先首先测得得导线横截面横截面积为1.0mm2，查得得铜的的电阻率阻率为1.7108m，再利用，再利用图甲所示甲所示电路路测出出铜导线的的电阻阻Rx，从而确定从而确定导线的的实际长度度考点二考点二仪器的器的选择和数据和数据处理理可供使用的器材有：可供使用的器材有：电流表：量程流表：量程0.6A，内阻，内阻约0.2；电压表：量程表：量程3V，内阻，内阻约9k；滑滑动变阻器阻器R1：最大阻：最大阻值5；滑滑动变阻器阻器R2：最大阻：最大阻值20；定定值电阻：阻：R03；电源：源：电动势6V，内阻可不，内阻可不计；开关、开关、导线若干若干回答下列回答下列问题：(1)实验中滑中滑动变阻器阻器应选_(填填“R1”或或“R2”)，闭合开合开关关S前前应将滑片移至将滑片移至_端端(填填“a”或或“b”)(2)在在图乙所示的乙所示的实物物图中，已正确中，已正确连接了部分接了部分导线，请根根据据图甲甲电路完成剩余部分的路完成剩余部分的连接接(3)调节滑滑动变阻器，当阻器，当电流表的流表的读数数为0.50A时，电压表示表示数如数如图丙所示，丙所示，读数数为_V.(4)导线实际长度度为_m(保留保留2位有位有效数字效数字)R2a见解析解析图2.30(2.292.31均正确均正确)94(9395均正确均正确) 在在“测定金属的定金属的电阻率阻率”的的实验中，若待中，若待测金金属属丝的的电阻阻约为5，要求，要求测量量结果尽量准确，提供以果尽量准确，提供以下器材供下器材供选择：A电池池组(3V，内阻，内阻1)B电流表流表(03A，内阻，内阻0.0125)C电流表流表(00.6A，内阻，内阻0.125)D电压表表(03V，内阻，内阻4k)E电压表表(015V，内阻，内阻15k)F滑滑动变阻器阻器(020，允，允许最大最大电流流1A)G滑滑动变阻器阻器(02000，允，允许最大最大电流流0.3A)H开关、开关、导线若干若干考点三考点三对误差分析和差分析和实验原理的考原理的考查(1)实验时应从上述器材中从上述器材中选用用_(填写填写仪器前的字器前的字母代号母代号)；(2)测电阻阻时，电流表、流表、电压表、待表、待测金属金属丝电阻阻Rx在在组成成测量量电路路时，应采采用用电流表流表_(选填填“外外”或或“内内”)接接法，待法，待测金属金属丝电阻的阻的测量量值比真比真实值偏偏_(选填填“大大”或或“小小”)；(3)若用螺旋若用螺旋测微器微器测得金属得金属丝的直径的直径d的的读数如数如图所示，所示，则读数数为_mm；ACDFH外外小小0.900(4)若用若用L表示金属表示金属丝的的长度，度，d表示直径，表示直径，测得得电阻阻为R，请写出写出计算金属算金属丝电阻率的表达式阻率的表达式_.“测定金属的定金属的电阻率阻率”实验的核心是的核心是导线电阻的阻的测量，除伏安量，除伏安法外，法外，还有几种常用的方法，有几种常用的方法，这也是本也是本实验的主要的主要创新点新点1.(2015陕西西工大附中适西西工大附中适应性性训练)用以下器材可用以下器材可测量量电阻阻Rx的阻的阻值A待待测电阻阻Rx，阻，阻值约为600B电源源E，电动势约为6.0V，内阻可忽略不，内阻可忽略不计C毫伏表毫伏表V1，量程，量程为0500mV，内阻，内阻r11000D电压表表V2，量程，量程为06V，内阻，内阻r2约为10kE电流表流表A，量程，量程为00.6A，内阻，内阻r3约为1F定定值电阻阻R0，R060G滑滑动变阻器阻器R，最大阻，最大阻值为150H单刀刀单掷开关开关S一个，一个，导线若干若干方法一：伏伏法方法一：伏伏法(1)测量中要求两量中要求两块电表的表的读数都不小于其量程的数都不小于其量程的1/3，并能，并能测量多量多组数据，数据，请在虚在虚线框中画出框中画出测量量电阻阻Rx的的实验电路路图答案答案测量量电路如路如图所示所示(2)若若选测量数据中的一量数据中的一组来来计算算Rx，则由已知量和由已知量和测量量量量计算算Rx的表达式的表达式为Rx_，式中各符号的意，式中各符号的意义是：是：_.(所有物理量用所有物理量用题中代数符号表示中代数符号表示)U1为毫伏表毫伏表V1的的读数，数，U2为电压表表V2的的读数，数，r1为毫毫伏表的内阻，伏表的内阻，R0为定定值电阻阻总结提升提升已知内阻的已知内阻的电压表可当做表可当做电流表使用，若量程流表使用，若量程太小可以配合定太小可以配合定值电阻增大其量程，阻增大其量程，这是是设计电路中的高路中的高频考点考点2.(2015福建南安模福建南安模拟)为测定一个待定一个待测电阻阻Rx的阻的阻值(阻阻值约为200)，实验室提供如下器材：室提供如下器材：电池池组E：电动势3V，内阻不，内阻不计电流表流表A1：量程：量程015mA，内阻，内阻约为100电流表流表A2：量程：量程0300A，内阻，内阻1000滑滑动变阻器阻器R1：阻：阻值范范围020，额定定电流流2A电阻箱阻箱R2：阻：阻值范范围09999，额定定电流流1A开关开关S、导线若干若干方法二：安安法方法二：安安法要求要求实验中尽可能准确地中尽可能准确地测量量Rx的阻的阻值，请回答下面回答下面问题：(1)为了了测量待量待测电阻两端的阻两端的电压，可以将，可以将电流表流表_(填填写器材代号写器材代号)与与电阻箱串阻箱串联，并将，并将电阻箱阻阻箱阻值调到到_，这样可以改装成一个量程可以改装成一个量程为3.0V的的电压表；表；(2)在方框中画出完整在方框中画出完整测量量Rx阻阻值的的电路路图，并在，并在图中中标明器明器材代号；材代号；A29000答案答案(3)调节滑滑动变阻器阻器R1，两表的示数如，两表的示数如图所示，可所示，可读出出电流表流表A1的示数是的示数是_mA，电流表流表A2的示数是的示数是_A，测得待得待测电阻阻Rx的阻的阻值是是_本次本次测量存在一定的量存在一定的系系统误差，考差，考虑这个原因个原因测量量值较真真实值_填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)8.01501875偏小偏小总结提升提升已知内阻的已知内阻的电流表可当做流表可当做电压表使用，若量程表使用，若量程太小，配合定太小，配合定值电阻可以增大其量程，阻可以增大其量程，这也是也是电学学设计电路路的高的高频考点考点方法三：等效法方法三：等效法如如图所示，先所示，先让待待测电阻与一阻与一电流表串流表串联后接到后接到电动势恒定的恒定的电源上，源上，读出出电流表示数流表示数I；然后将；然后将电阻箱与阻箱与电流表串流表串联后接到同一后接到同一电源上，源上，调节电阻箱的阻箱的阻阻值，使，使电流表的示数仍流表的示数仍为I，则电阻箱的阻箱的读数等于待数等于待测电阻的阻阻的阻值3.某同学某同学测量一个量一个圆柱体的柱体的电阻率，需要阻率，需要测量量圆柱体柱体的尺寸和的尺寸和电阻阻(1)分分别使用游使用游标卡尺和螺旋卡尺和螺旋测微微器器测量量圆柱柱体的体的长度和直度和直径，某次径，某次测量的示数如量的示数如图甲和乙所示，甲和乙所示，长度度为_cm，直径直径为_mm.5.015.316(5.3105.320)(2)按按图丙丙连接接电路后，路后，实验操作如下：操作如下：将滑将滑动变阻器阻器R1的阻的阻值置于最置于最_处(填填“大大”或或“小小”)；将；将S2拨向接点向接点1，闭合合S1，调节R1，使，使电流表示数流表示数为I0.将将电阻箱阻箱R2的阻的阻值调至最至最_(填填“大大”或或“小小”)，S2拨向接点向接点2；保持；保持R1不不变，调节R2，使，使电流表示数仍流表示数仍为I0，此，此时R2阻阻值为1280.(3)由此可知，由此可知，圆柱体的柱体的电阻阻为_.大大大大1280