1、.實驗：測定金屬的電阻率目的定位1.進一步掌握用伏安法測電阻的電路的設計思想.2.掌握螺旋測微器和游標卡尺的讀數方法.3.掌握測定金屬電阻率的實驗原理、實驗過程及數據處理方法一、螺旋測微器和游標卡尺1螺旋測微器的原理及讀數方法1構造及原理如圖1所示，它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動刻度E、旋鈕D和微調旋鈕D是與測微螺桿F連在一起的，并通過精細螺紋套在B上，精細螺紋的螺距是0.5 mm，即旋鈕D每轉一周，測微螺桿F前進或后退0.5 mm，可動刻度分成50等份，每一等份表示0.01_mm.圖12使用方法當A與F并攏時，可動刻度E的零點恰好跟固定刻度B的零點重合，逆時針旋轉旋鈕D，將測微螺

2、桿F旋出，把被測物體放入A、F之間的夾縫中，再順時針旋轉旋鈕D，F快要接觸被測物時，要停頓使用旋鈕D，改用微調旋鈕D，直到聽到“喀喀聲3讀數方法L固定刻度示數可動刻度示數估讀一位×分度值注意：1以毫米為單位時，小數點后面要有三位有效數字，特別是最后一位估讀數字為零時，不能省略2在讀數時注意半毫米刻度線是否已露出2游標卡尺的原理及讀數方法1構造：主尺、游標尺主尺和游標尺上各有一個內、外測量爪、游標卡尺上還有一個深度尺如圖2所示圖22原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標尺

3、上小等分刻度有10個、20個、50個的，其規格見下表：刻度格數分度刻度總長度1 mm與每小格的差值準確度可準確到109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm3用處：測量厚度、長度、深度、內徑、外徑4讀數：假設用x表示從主尺上讀出的整毫米數，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻度線對齊的游標的格數，那么記錄結果表示為xK×準確度 mm.二、測定金屬的電阻率1實驗原理1把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻RR電路原理圖如圖3所示圖32用毫米刻度尺測出金屬絲的長度L，用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，算出橫截面積

4、SS3由電阻定律R，得，求出電阻率2實驗器材螺旋測微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開關及導線、被測金屬絲、電池、滑動變阻器3實驗步驟1測直徑：用螺旋測微器在被測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑，并記錄2連電路：按如圖3所示的電路圖連接實驗電路3量長度：用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，重復測量3次，并記錄4求電阻：把滑動變阻器的滑動觸頭調節到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經檢查確認無誤后，閉合開關S.改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值，記入表格內，斷開開關S.5撤除實驗電路，整理好實驗器材4數據處理電阻R的數值可用以下兩種方法確定

5、：1計算法：利用每次測量的U、I值分別計算出電阻，再求出電阻的平均值作為測量結果2圖像法：可建立IU坐標系，將測量的U、I值描點作出圖像，利用圖像的斜率的倒數來求出電阻值R.5實驗本卷須知1因一般金屬絲電阻較小，為了減少實驗的系統誤差，必須選擇電流表外接法；2本實驗假設用限流式接法，在接通電源之前應將滑動變阻器調到阻值最大狀態3測量L時應測接入電路的金屬絲的有效長度即兩接線柱之間的長度；在金屬絲的3個不同位置上用螺旋測微器測量直徑d.4電流不宜過大電流表用00.6 A量程，通電時間不宜太長，以免電阻率因溫度升高而變化一、實驗原理及操作例1在“測定金屬的電阻率的實驗中，用刻度尺測量金屬絲直徑時的

6、刻度位置如圖4所示，金屬絲的匝數為39，用米尺測出金屬絲的長度L，金屬絲的電阻大約為5 ，先用伏安法測出金屬絲的電阻R，然后用控制變量法探究電阻與導體長度、橫截面積的關系圖41從圖中讀出金屬絲的直徑為_mm.2為此取來兩節新的干電池、開關和假設干導線及以下器材：A電壓表03 V，內阻約10 kB電壓表015 V，內阻約50 kC電流表00.6 A，內阻約0.05 D電流表03 A，內阻約0.01 E滑動變阻器，010 F滑動變阻器，0100 要求較準確地測出其阻值，電壓表應選_，電流表應選_，滑動變阻器應選_填序號實驗中某同學的實物接線如圖5所示，請指出該同學實物接線中的兩處明顯錯誤圖5錯誤a

7、：_；錯誤b：_.答案10.6490.646 mm0.652 mm均可2ACE導線連接在滑動變阻器的滑片上采用了電流表內接法解析1從圖中可讀出嚴密繞制的金屬絲的寬度為2.53 cm，故直徑為0.064 9 cm0.649 mm0.646 mm0.652 mm均可2因為兩節干電池的電動勢是3 V，用3 V量程的電壓表A；因為金屬絲的電阻大約為5 ，假如把3 V的電動勢全加在金屬絲上，電流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的電流表C；此題中金屬絲的電阻大約為5 ，為了調節方便，應選10 的滑動變阻器E.二、儀器的讀數及數據處理例21用螺旋測微器測量合金絲的直徑為防止讀數時測微螺桿發生轉動，讀數

8、前應先旋緊如圖6甲所示的部件_選填“A“B“C或“D從圖中的示數可讀出合金絲的直徑為_ mm.圖62用游標卡尺可以測量某些工件的外徑在測量時，示數如圖乙所示，那么讀數為_ mm.答案1B0.410211.45解析1讀數前應先旋緊B，使讀數固定不變，螺旋測微器的固定刻度為0 mm，可動刻度為41.0×0.01 mm0.410 mm，所以最終讀數為0 mm0.410 mm0.410 mm.2游標卡尺的主尺讀數為11 mm，游標尺上第9個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標尺讀數為9×0.05 mm0.45 mm，最終讀數為：11 mm0.45 mm11.45 mm.例3在“測定金

9、屬的電阻率實驗中，所用測量儀器均已校準待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm.圖71用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖7所示，其讀數應為_ mm該值接近屢次測量的平均值2用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為電池組電動勢3 V，內阻不計、電流表內阻約0.1 、電壓表內阻約3 k、滑動變阻器R020 ，額定電流2 A、開關、導線假設干某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進展實驗測量，記錄數據如下：次數1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實驗數據可知

10、，他們測量Rx是采用圖8中的_圖選填“甲或“乙圖83圖9是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端請根據2所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞圖94這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖10所示，圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標點請在圖中標出第2、4、6次測量數據的坐標點，并描繪出UI圖線由圖線得到金屬絲的阻值Rx_ 保存兩位有效數字圖105根據以上數據可以估算出金屬絲電阻率約為_填選項前的符號A1×102 ·m B1×103 ·mC1×10

11、6 ·m D1×108 ·m6任何實驗測量都存在誤差，本實驗所用測量儀器均已校準，以下關于誤差的說法中正確的選項是_有多個正確選項A用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由讀數引起的誤差屬于系統誤差B由電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶爾誤差C假設將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系統誤差D用UI圖像處理數據求金屬絲電阻可以減小偶爾誤差答案10.3980.3960.399均正確2甲 3見解析圖甲4見解析圖乙4.54.34.7均正確5C6CD解析1螺旋測微器的讀數為0 mm39.8×0.01 mm0.398 mm.2由實驗記錄的數據可知Rx的

12、阻值大約為5 .由題知RxRV，故電流表外接假設滑動變阻器接為限流式接法，電路中最小電流值Imin0.12 A，其中R1為Rx與RV的并聯電阻值且R1Rx，那么Rx兩端的電壓最小值UminIminRx0.6 V，而從實驗數據可知Rx兩端電壓是從0.10 V開場的，因此滑動變阻器應采用分壓式接法3實物圖如圖甲所示甲4圖線應過原點，選盡可能多的點連成一條直線，不在直線上的點均勻分布在直線兩側，明顯偏離的點應舍去，如圖乙所示乙圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx4.5 .5根據Rx得金屬絲的電阻率 ·m1.12×106 ·m，應選項C正確6系統誤差是由儀

13、器的某些不完善或實驗方法不夠完善等產生的，其測量結果總是偏大或偏小；偶爾誤差具有隨機性，可以通過屢次測量取平均值來減小偶爾誤差.1某同學在測定金屬圓柱體電阻率時需要先測量其尺寸，他分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數如圖11甲、乙所示，長度為_ cm，直徑為_ mm.圖11答案5.024.815解析題圖甲是10分度的游標卡尺，其準確度為0.1 mm，主尺讀數為：5 cm50 mm，游標尺上第2個刻度與上面對齊，讀數為：2×0.1 mm0.2 mm，故最終讀數為：50 mm2×0.1 mm50.2 mm5.02 cm；螺旋測微器：固定刻度為4.5

14、 mm，可動刻度為31.5×0.01 mm，那么讀數為4.5 mm31.5×0.01 mm4.815 mm.2如今要測量一段電阻絲的電阻率，其阻值Rx約為0.5 ，允許通過的最大電流為0.5 A現有如下器材可供選擇：電流表A量程0.6 A，內阻約為0.6 電壓表V量程3 V，內阻約為3 k標準電阻R0阻值5 滑動變阻器R105 ，2 A滑動變阻器R20200 ，1.5 A直流電源EE6 V，內阻不計開關S、導線假設干1如圖為四位同學分別設計的測量電路的一部分，你認為合理的是_；2實驗中滑動變阻器應該選擇_選填“R1或“R2，并采用_式接法；3根據你在12中的選擇，在圖12甲

15、上完成實驗電路的連接；圖124實驗中，假如兩電表的讀數分別為U和I，測得拉直后電阻絲的長度為L、直徑為D，那么待測電阻絲的電阻率的計算式為：_；5用螺旋測微器測量待測電阻絲的直徑時讀數如圖乙所示，那么該電阻絲的直徑D_.答案1C2R1分壓3見解析圖 4R051.205±0.002 mm解析1電阻Rx兩端的最大電壓UIRx0.25 V，約為電壓表量程的，需要在待測電阻Rx兩端串聯分壓電阻，即串聯標準電阻R0，此時R0Rx，電流表采用外接法，選項C正確2假設采用限流式接法，選R1時，電路中電流的最小值仍大于0.5 A；選擇R2時，調控范圍小，操作不便，而電源內阻不計，不用考慮大電流時電源

16、電動勢的變化，因此采用分壓式接法，為了便于調節，選總阻值較小的R1.3實物連線如下圖4待測電阻RxR0.由電阻定律有Rx，聯立解得R05螺旋測微器的讀數為1 mm0.01×20.5 mm1.205 mm.1多項選擇在“測定金屬的電阻率的實驗中，以下操作中正確的選項是A用米尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B用螺旋測微器在被測金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C用伏安法測電阻時，采用電流表內接法，屢次測量后算出平均值D實驗中應保持金屬絲的溫度不變答案BD2多項選擇在“測定金屬的電阻率實驗中，以下關于誤差的說法中正確的選項是A電流表采用外接

17、法，將會使測真B電流表采用外接法，由于電壓表的并聯引起了電阻絲分壓的減小而引起測量誤差C由可知，I、d、U、L中每一個物理量的測量都會引起的誤差D由可知對實驗結果準確性影響最大的是直徑d的測量答案ACD解析由于采用電流表外接法，將導致R測R真，由可知測真，A對；電流表采用外接法，電壓表的分流會使電流I的測量值偏大，電阻測量值偏小，引起誤差，B錯；由可知I、d、U、L中每一個物理量的測量都會引起的誤差，但由于直徑的指數為2，所以對結果準確性影響最大的是d的測量，C、D對31如圖1所示的游標卡尺，游標尺上共有20個刻度，用它測量某工件的外徑時，示數如圖，那么此工件的外徑是_ mm.圖12用螺旋測微

18、器測量電阻絲的直徑如圖2，那么此電阻絲的直徑為_ mm.圖2答案14.3521.5691.5671.569都對解析120分度的游標卡尺，準確度是0.05 mm，游標卡尺的主尺讀數為4 mm，游標尺上第7個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標尺讀數為7×0.05 mm0.35 mm，所以最終讀數為：4 mm0.35 mm4.35 mm.2螺旋測微器的固定刻度為1.5 mm，可動刻度為6.9×0.01 mm0.069 mm，所以最終讀數為1.5 mm0.069 mm1.569 mm.4在“測定金屬的電阻率的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為5 ，實驗室備有以下實驗器材：A電壓表量程

19、03 V，內阻約為15 k；B電壓表量程015 V，內阻約為75 k；C電流表量程03 A，內阻約為0.2 ；D電流表量程00.6 A，內阻約為1 ；E變阻器R1010 ，0.6 A；F變阻器R202 000 ，0.1 A；G電池組E電動勢為3 V；H開關S，導線假設干1為減小實驗誤差，應選用的實驗器材有_填器材前面的序號2為減小實驗誤差，應選用如圖3中_選填“甲或“乙為該實驗的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把如圖4中的實物圖用線連接起來圖3圖43假設用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00 cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩電表的示數如圖5所示，那么金屬絲的直徑為_ mm，電阻值為_

20、.圖5答案1ADEGH2乙見解析圖 30.6350.6330.637均可2.4解析1由于電源的電動勢為3 V，所以電壓表應選A；被測電阻約為5 ，電路中的最大電流約為I A0.6 A，電流表應選D；根據變阻器允許通過的最大電流可知，變阻器應選E；還要選用電池和開關，導線假設干故應選用的實驗器材有A、D、E、G、H.2由于>，應采用電流表外接法，故應選題圖乙所示電路，實物連接如下圖3從螺旋測微器可以讀出金屬絲的直徑為0.5 mm13.5×0.01 mm0.635 mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20 V，從電流表可以讀出流過電阻的電流為0.50 A，被測金屬絲的阻值為Rx

21、 2.4 .5.某同學在一次“測定金屬的電阻率的實驗中，用毫米刻度尺測出接入電路部分的金屬絲長度為L0.720 m，用螺旋測微器測出金屬絲直徑刻度位置如圖6所示，用伏安法測出金屬絲的電阻Rx阻值大約為5 ，然后計算出該金屬材料的電阻率在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測金屬絲外，還有如下實驗器材：圖6A直流電源E輸出電壓為3 VB電流表A量程00.6 A，內阻約0.125 C電壓表V量程03 V，內阻3 kD滑動變阻器R1最大阻值20 E開關、導線等1從圖中讀出金屬絲的直徑為_ mm.2根據所提供的器材，在虛線框中畫出實驗電路圖3假設根據伏安法測出金屬絲的阻值為Rx4.0 ，那么這種金屬材料的電阻率為