第第5 5节实验：测定金属丝的电阻率节实验：测定金属丝的电阻率1 1掌握螺旋掌握螺旋测微器的原理及微器的原理及读数方法数方法2 2掌掌握握电流流表表、电压表表和和滑滑动变阻阻器器的的使使用用方方法法及及电流表和流表和电压表的表的读数方法数方法3 3会用伏安法会用伏安法测电阻的方法阻的方法测定金属的定金属的电阻率阻率一、实验目的一、实验目的2. 用用螺螺旋旋测微微器器测直直径径时应选三三个个不不同同的的部部位位测三三次次，再取平均再取平均值3. 接接通通电源源的的时间不不能能过长，通通过电阻阻丝的的电流流强强度度不不能能过大大，否否则金金属属丝将将因因发热而而温温度度升升高高，这样会会导致致电阻率阻率变大，从而造成大，从而造成误差差4. 要要恰恰当当选择电流流表表、电压表表的的量量程程，调节滑滑动变阻阻器器的的阻阻值时，应注注意意同同时观察察两两表表的的读数数，尽尽量量使使两两表表的的指指针偏偏转较大，以减小大，以减小读数数误差差5. 伏伏安安法法测电阻阻是是这个个实验的的中中心心内内容容，测量量时根根据据不不同同情情况况，根根据据所所给器器材材对电流流表表的的内内接接还是是外外接接做做出出正正确确选择E变阻器阻器R1(010 ，0.6 A)F变阻器阻器R2(0200 ，0.1 A)G电池池组E(电动势为3 V，内阻，内阻约为0.3 ) H开关开关S，导线若干若干(1)为减减小小实验误差差，应选用用的的实验器器材材有有_(填前面的代号填前面的代号)(2)为减减小小实验误差差，应选用用图实甲甲中中_填填(a)或或(b)为该实验的的电路原理路原理图(3)若若用用毫毫米米刻刻度度尺尺测得得金金属属丝长度度为60.00 cm，用用螺螺旋旋测微微器器测得得金金属属丝的的直直径径及及两两电表表的的示示数数如如图丙丙所所示示，则金金属属丝的的直直径径为_mm，电阻阻值为_.【答案答案】(1)ADEGH(2)b(3)0.6372.4【方方法法与与知知识识感感悟悟】对对电电学学实实验验器器材材的的选选择择一一般般分分两两步步考考虑虑，首首先先要要根根据据实实验验的的要要求求设设计计好好测测量量电电路路，选选择择必必要要的的相相应应的的器器材材时时要要着着重重考考虑虑准准确确性性；然然后后设设计计供供电电电电路路，此此时时选选择择相相应应的的器器材材时时要着重考虑安全性要着重考虑安全性电学实验器材选择的原则电学实验器材选择的原则(1)准准确确性性原原则则：选选用用电电表表量量程程时时应应考考虑虑尽尽可可能能减减小小测测量量值值的的相相对对误误差差，电电压压表表、电电流流表表在在使使用用时时尽尽可可能能使使指指针针接接近近满满量量程程，若若指指针针偏偏转转不不到到满满偏偏角度的角度的1/3，读数误差较大，读数误差较大(2)安安全全性性原原则则：通通过过电电源源，电电表表，滑滑动动变变阻阻器器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流用电器的电流不能超过其允许的最大电流(3)便便于于操操作作原原则则：选选择择控控制制电电路路时时，既既要要考考虑虑供供电电电电压压的的变变化化范范围围是是否否满满足足实实验验要要求求，又又要要注注意意便便于于操操作作若若控控制制电电路路为为限限流流接接法法，则则选选滑滑动动变变阻阻器器总总阻阻值值与与待待测测电电阻阻相相当当的的；若若控控制制电电路路为为分分压压接接法法，则则选选滑滑动动变变阻阻器器总总阻阻值值较较小小的的(在不超过其额定电流的情况下在不超过其额定电流的情况下)例例3 3 实际电流表有内阻，可等效流表有内阻，可等效为理理想想电流表与内流表与内电阻的串阻的串联测量量实际电流表流表G G1 1内阻内阻r r1 1的的电路如路如图所示供所示供选择的的仪器如下：器如下：待待测电流流表表G G1 1(0(05 5 mAmA，内内阻阻约300 300 )，电流流表表G G2 2(0(010 10 mAmA，内内阻阻约100 100 )，定定值电阻阻R R1 1(300 (300 )，定定值电阻阻R R2 2(10 (10 )，滑滑动变阻阻器器R R3 3(0(01000 1000 )，滑滑动变阻阻器器R R4 4(0(020 )20 )，干干电池池(1.5 V)(1.5 V)，电键S S及及导线若干若干(1)(1)定定值电阻阻应选_，滑滑动变阻阻器器应选_( (在在空空格内填写序号格内填写序号) )(2)(2)用用连线连接接实物物图题型三：电表内阻的测量题型三：电表内阻的测量36(3)补 全全 实 验 步步 骤 ： 按按 电 路路 图 连 接接 电 路路 ，_闭合合电键S，移移动滑滑动触触头至至某某一一位位置置，记录G1，G2的的读数数I1，I2；_以以I2为纵坐坐标，I1为横横坐坐标，作作出出相相应图线，如如图所所示示(4)根根据据I2I1图线的的斜斜率率k及及定定值电阻阻，写写出待出待测电流表内阻的表达式流表内阻的表达式_将滑动触头移至最左端将滑动触头移至最左端多次移动滑动触头，记录相应的多次移动滑动触头，记录相应的G G1 1，G G2 2读数读数I I1 1，I I2 2【答案答案】(1)(2)(2)(3)(3)将将滑滑动动触触头头移移至至最最左左端端多多次次移移动动滑滑动动触触头头，记录相应的记录相应的G G1 1，G G2 2读数读数I I1 1，I I2 2(4)(4)R RA A( (k k1)1)R R1 1*1在在“测定定金金属属的的电阻阻率率”的的实验中中，以以下下操操作作中中错误的是的是( )A用用米米尺尺测量量金金属属丝的的全全长，且且测量量三三次次，算算出出其其平均平均值，然后再将金属，然后再将金属丝接入接入电路中路中B用用螺螺旋旋测微微器器在在金金属属丝三三个个不不同同部部位位各各测量量一一次次直径，算出其平均直径，算出其平均值C用用伏伏安安法法测电阻阻时采采用用电流流表表内内接接法法，多多次次测量量后算出平均后算出平均值D实验中中应保持金属保持金属丝的温度不的温度不变AC【解解析析】实实验验中中应应测测量量出出金金属属丝丝接接入入电电路路中中的的有有效效长长度度，而而不不是是全全长长；金金属属丝丝的的电电阻阻很很小小，与与电电压压表表内内阻阻相相差差很很大大，使使金金属属丝丝与与电电压压表表并并联联，电电压压表表对对它它分分流流作作用用很很小小，应应采采用用电电流流表表外外接接法法故故A、C操作错误操作错误. 2某某电压表表的的内内阻阻在在20 k50 k之之间，现要要测量量其其内内阻阻，实验室室提提供供下下列列可可供供选用用的的器器材材：待待测电压表表V(量量程程3 V)、电流流表表A1(量量程程200 A)、电流流表表A2(量量程程5 mA)、电流流表表A3(量量程程0.6 A)、滑滑动变阻阻器器R(最最大大值1 k)、电源源E(电动势4 V)，开关，开关S.(1)所提供的所提供的电流表中，流表中，应选用用 .(2)为了了减减小小误差差，要要求求测量量多多组数数据据，试画画出出符符合合要要求的求的电路路图A1(2)实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，电路图如图所示阻器应接成分压式，电路图如图所示3(2011全国全国)为了了测量一微安表量一微安表头A的内阻，某同学的内阻，某同学设计了如了如图所示的所示的电路路图中中A0是是标准准电流流表，表，R0和和RN分分别是滑是滑动变阻器和阻器和电阻箱，阻箱，S和和S1分分别是是单刀双刀双掷开关和开关和单刀开关，刀开关，E是是电池完成下列池完成下列实验步步骤中的填空：中的填空：(1)将将S拨向向接接点点1，接接通通S1，调节 ，使使待待测表表头指指针偏偏转到到适适当当位位置置，记下下此此时 的的读数数I；(2)然后将然后将S拨向接点向接点2，调节 ，使，使 ，记下此下此时RN的的读数；数；R0标准准电流表流表A0RN标准准电流表流表A0的示数的示数为I【解析解析】(1)R0、标准电流表、标准电流表A0；(2)RN，标准电流表，标准电流表A0的示数为的示数为I；(3)平均值平均值(3)多次重复上述多次重复上述过程，程，计算算RN读数的数的 ，此即，此即为待待测微安表微安表头内阻的内阻的测量量值平均平均值1 1某某同同学学用用游游标卡卡尺尺和和螺螺旋旋测微微器器分分别测量量一一薄薄的的金金属属圆片片的的直直径径和和厚厚度度，读出出图中中的的示示数数，该金金属属圆片片的的直直径径的的测量量值为 cmcm，厚厚度度的的测量量值为 mm.mm.1.2401.682【巩固基础巩固基础】【解析解析】游标卡尺的读数，按步骤进行一般不会出错游标卡尺的读数，按步骤进行一般不会出错首先确定游标卡尺的精度为首先确定游标卡尺的精度为20分度，即分度，即0.05 mm，然后，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数以毫米为单位从主尺上读出整毫米数12.00 mm，注意小，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对得最齐一条刻线，精度得最齐一条刻线，精度格数格数0.058 mm0.40 mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，12.00 mm0.40 mm12.40 mm1.240 cm.螺旋测微器螺旋测微器的读数的读数1.5 mm0.0118.2 mm1.682 mm.2在在“测定定金金属属的的电阻阻率率”实验中中，造造成成实验误差的原因差的原因说法法错误的是的是 ( )A用用伏伏安安法法测金金属属丝的的电阻阻率率时，电流流表表、电压表内阻表内阻对电阻阻测量的影响量的影响B电池的内池的内电阻阻对实验的影响的影响C用米尺用米尺测量金属量金属丝的的长度度时的的测量量误差差D用螺旋用螺旋测微器微器测金属金属丝的直径的直径时的的测量量误差差B【解析解析】电池的内阻对测量通过金属丝的电电池的内阻对测量通过金属丝的电流强度和金属丝两端的电压没有影响流强度和金属丝两端的电压没有影响3某同学做某同学做“测定金属定金属电阻率阻率”的的实验(1)需要通需要通过实验直接直接测量的物理量有：量的物理量有： (写出名称和符号写出名称和符号)(2)这位位同同学学在在一一次次测量量时，电流流表表、电压表表的的示示数数如如图所所示示由由图中中电流流表表、电压表表的的读数数可可计算算出出金金属属丝的的电阻阻为 .加在金属加在金属丝两端的两端的电压U，通，通过金属金属丝的的电流流I，金属，金属丝的的长度度l，金属，金属丝的直径的直径d5.224 4某某兴趣趣小小组在在做做“测定定金金属属丝的的电阻阻率率”的的实验中中，通通过粗粗测电阻阻丝的的电阻阻约为5 5 ，为了了使使测量量结果果尽尽量量准确，从准确，从实验室找到以下供室找到以下供选择的器材：的器材：A A电池池组(3 V(3 V，内阻，内阻约1 )1 )B B电流表流表A A1 1(0(03 A3 A，内阻，内阻0.0125 )0.0125 )C C电流表流表A A2 2(0(00.6 A0.6 A，内阻，内阻约0.125 )0.125 )D D电压表表V V1 1(0(03 V3 V，内阻，内阻4 4 kk) )E E电压表表V V2 2(0(015 V15 V，内阻，内阻15 15 kk) )F F滑滑动变阻器阻器R R1 1(0(020 20 ，允，允许最大最大电流流1 A)1 A)G G滑滑动变阻器阻器R R2 2(0(02000 2000 ，允，允许最大最大电流流0.3 A)0.3 A)H H开关、开关、导线若干若干【提升能力提升能力】(1)实验时应从从上上述述器器材材中中选用用 (填填写写仪器器前字母代号前字母代号)(2)测电阻阻时，电流流表表、电压表表、待待测电阻阻Rx在在组成成测量量电路路时，应采采用用安安培培表表 接接法法，将将设计的的电路路图画在下画在下侧方框内方框内ACDFH外外(3)若若用用螺螺旋旋测微微器器测得得金金属属丝的的直直径径d的的读数数如如上上图，则读数数为 mm.(4)若若用用L表表示示金金属属丝的的长度度，d表表示示直直径径，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 .0.9005如如图所示是一些准所示是一些准备用来用来测量待量待测电阻阻Rx阻阻值的的实验器材，器材及其器材，器材及其规格列表如下：格列表如下：器材器材规格格待待测电阻阻Rx电源源E电压表表V1电压表表V2电流表流表A滑滑动变阻器阻器R开关开关S、导线若干若干阻阻值在在9001000 之之间具有一定内阻，具有一定内阻，电动势约9.0 V量程量程2.0 V，内阻，内阻r11000 量程量程5.0 V，内阻，内阻r22500 量程量程3.0 A，内阻，内阻r0.10 最大阻最大阻值约100 ，额定定电流流0.5 A为了能正常了能正常进行行测量并尽可能减少量并尽可能减少测量量误差，差，实验要求要求测量量时电表的表的读数大于其量程的一数大于其量程的一半，而且半，而且调节滑滑动变阻器能使阻器能使电表表读数有数有较明明显的的变化化请用用实线代表代表导线，在所，在所给的的实验器材器材图中中选择若干合适的器材，若干合适的器材，连成成满足要求的足要求的测量量Rx阻阻值的的电路路【解析解析】由于待测电阻约由于待测电阻约1 000 ，滑动变阻器阻值，滑动变阻器阻值100 ，要使电表读数有较明显的变化，因此滑动变，要使电表读数有较明显的变化，因此滑动变阻器采用分压接法，由于加在待测电阻的最大电流为阻器采用分压接法，由于加在待测电阻的最大电流为9 mA，显然，显然3 A的电流表不能用，因此将的电流表不能用，因此将V1当作电流当作电流表使用由于表使用由于V1表的电压能够测量，故采用表的电压能够测量，故采用V1表内表内接法测量阻值的电路如图所示接法测量阻值的电路如图所示滑滑动变阻器阻器R1：050 滑滑动变阻器阻器R2：03 k直流直流电源源E：电动势E1.5 V，内阻，内阻r约为1 单刀刀单掷开关开关S，导线若干若干(1)在如在如图所示的所示的实验电路原理路原理图上上标明所明所选用的用的滑滑动变阻器阻器(2)下下面面是是主主要要的的实验操操作作步步骤，将将所所缺缺的的内内容容填填写写在在横横线上：上：第第一一步步：断断开开S，按按电路路原原理理图连接接器器材材，将将两两个个滑滑动变阻器阻器R1、R2的触的触头分分别置于合理的位置；置于合理的位置；第二步：第二步：闭合合S，分，分别调节R1和和R2至适当位置，至适当位置， (3)用已知量和用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻得量的符号表示微安表的内阻Rg_使微安表使微安表满偏，偏，记下下这时毫伏表的示数毫伏表的示数U 7现有有实验器材如下：器材如下：标准准电流表流表A1(量程量程250 mA，内阻，内阻r1为50 )；标准准电流表流表A2(量程量程300 mA，内阻，内阻r2约为50 )；滑滑动变阻器阻器R(最大阻最大阻值为10 )；电源源E(电动势约为15 V，内阻，内阻r约为1 )；单刀刀单掷开关开关S；导线若干若干请利利用用上上述述器器材材设计一一个个测量量待待测电阻阻Rx(阻阻值约为100 )的准确的准确电阻阻值的的实验：(1)要要求求方方法法简便便，并并能能测多多组数数据据，画画出出实验电路原理路原理图，并，并标明每个器材的代号明每个器材的代号A1、A2两两电流表的流表的读数数I1、I28用用以以下下器器材材测量量电压表表V1的的内内阻阻R1 (量量程程为1.5 V，内内阻阻1 4001 600 )；电源源E：电动势约为3 V，内阻可忽略；，内阻可忽略；电压表表V2：量程：量程为3 V；标准准电阻阻R0：阻：阻值R01200 ；滑滑动变阻器阻器R：最大阻：最大阻值约为20 ；单刀刀单掷开关开关K；导线若干若干(1)请画画出出实验电路路原原理理图(原原理理图中中的的元元件件必必须要要用用题中中相相应的字母的字母标注注)；(2)根据根据电路路图，在，在实物物图上上连线；(3)若若电压表表V1的的读数用数用U1表示，表示，电压表表V2的的读数用数用U2表表示，示，则由已知量和由已知量和测得量表示得量表示R1的表达式的表达式为R1 9 9为了了测定定一一个个定定值电阻阻的的阻阻值，某某同同学学利利用用如如图甲甲所所示示的的电路路进行行实验电源源电动势为E E( (大大小小未未知知) )、内内阻阻不不计，R R为待待测电阻阻，R R为电阻阻箱箱，电压表表的的内内阻阻非非常常大大实验时，改改变R R的的值，记下下对应的的电压表表V V所所示示的的电压U U的的值，从从而而得得到到若若干干组R R、U U的的数数据据，然然后后通通过作作出出有有关关物物理理量量的的线性性图象象，即即可可求求得得R R的的阻阻值【再上台阶再上台阶】(1)请写出与你所作写出与你所作线性性图象象对应的函数关系式的函数关系式 .(2)请在在图乙乙所所示示虚虚线框框内内的的坐坐标系系中中作作出出定定性性图象象(要要求求标明两个坐明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示所代表的物理量，用符号表示)(3)若若该线性性图象的象的纵轴截距截距为b，斜率，斜率为k，则电阻阻R的表达式的表达式为R .