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8.3实验测电阻率

8.3实验测电阻率
8.3实验测电阻率

新课标高三一轮复习精品学案第八章第3讲

第八章恒定电流

第三讲测定金属的电阻率

【重点知识精讲】

电阻率是描述导体导电性能的重要物理量,电阻率测量需要根据题述条件设计测量电路。待测电阻远大于电流表内阻时采用电流表内接,待测电阻远小于电压表内阻时采用电流表外接。若待测电阻较大而滑动变阻器又很小时必需采用分压电路。由于分压电路的电压调节范围大,且电压可以从零开始逐渐增大,所以凡是要求多测几组值,一般采用分压电路;由于限流电路耗电少,所以不是必须采用分压电路的一般采用限流电路。金属丝的截面直径测量一般用螺旋测微器,长度测量可以使用毫米刻度尺。螺旋测微器测量导线直径时从固定刻度读得整毫米数,可动刻度读得百分之一毫米数,注意,螺旋测微器读数时要看固定刻度上半毫米刻度是否露出,若露出,要加0.5毫米;从可动刻度上读数时要估读1位。

典例1.(2012·广东理综物理)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图15(a)和图15(b)所示,长度为_____cm,直径为_____mm。

②按图15(c)链接电路后,实验操作如下:

(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;

(b)将电阻箱R2的阻值调至最______(填“大”或“小”);将S2拨向接点2;保持R1不变,

调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;

③由此可知,圆柱体的电阻为_____Ω。

【答案】:①5.01 5.315 ②(a)大(b)大③1280

【解析】:根据游标卡尺读数规则,长度为5.01cm,根据螺旋测微器的读数规则,直径为5.315mm。对于滑动变阻器的限流接法,闭合开关前,将滑动变阻器R1的阻值置于最大处。将S2拨向接点2前,将电阻箱R2的阻值调至最大处。此题采用等效替代法测量电阻,圆柱体的电阻等于电阻箱R2的阻值,为1280Ω。

【考点定位】此题考查等效替代法测量电阻。

针对训练题1.(2012·山东理综)在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测金属丝:R x(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);

电压表:V(量程3V,内阻约3kΩ);

电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);

A2(量程3A,内阻约0.05Ω);

电源:E1(电动势3V,内阻不计)

E2(电动势12V,内阻不计)

滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω)

螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。

①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为mm。

②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应

选、电源应选(均填器材代号),在虚线框中(问

答题卡)完成电路原理图。

【答案】①1.773②A1;E1;电路图如右。

【解析】①根据螺旋测微器读数规则,金属丝的直径为

1.5mm+0.27.3mm=1.773mm。

②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选量程0.6A的A1。电源应选

电动势3V 的E1。由于待测电阻很小,采用电流表外接。

【考点定位】此题考查测量金属丝电阻率的实验。

典例2.(18分)(2012·北京理综)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为m(该

值接近多次测量的平均值)

(2)用伏安法测金属丝的电阻R。实验所用器材为:电源(电动势3V,内阻约1Ω)、电流

表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

由以上实验数据可知,他们测量R是采

用图2中的图(选填:“甲”

或“乙”)

(3)图3是测量R的实验器材实物图,

图中已连接了部分导线,滑动变阻

器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的

连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流变不至于被烧坏。

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据

对应的4个坐标点。图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U--I图线,由图线得到金属丝的阻值R= Ω(保留两位有效数字)。

(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率为(填选项钱的符号)。

A.1×10-2Ω·m

B.1×10-4Ω·m

C.1×10-6Ω·m

D.1×10-8Ω·m

(6)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确

的选项是(有多个正确选项)。

A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差

B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除测量仪表引起的系统误差

D. 用U---I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差

【答案】:(1)0.397 (2)甲(3)如图3

(4)如图4 4.5 (5)C (6)CD

【解析】:(1)根据螺旋测微器读数规则,金属丝的直径为0.397mm。

(2)根据实验数据可知,他们测量R是采用图2中的甲图。

(3)根据甲图连线实物图如图3。

(4)描绘出U--I图线如图4 。图象斜率等于金属丝的阻值R= 4.5Ω。

(5)由电阻定律,金属丝电阻率为ρ=RS/L,S约为1×10-7m,可以估算出金属丝电阻率为1×10-6Ω·m ,选项C正确。

(6)用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,选项A错误;由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,选项B错误;若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除测量仪表引起的系统误差,用U---I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差,选项CD正确。

【考点定位】此题考查电学实验及其相关知识。

针对训练题2.(2010山东理综)在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图所示。闭合电键后,发现电路有故障(已知电源、电表

和导线均完好,电源电动势为E):

①若电流表示数为零、电压表示数为E,则

发生故障的是(填“待测金属丝”“滑动

变阻器”或“电键”)。

②若电流表、电压表示数均为零,该同学利

用多用电表检查故障。先将选择开关旋至

档(填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流

2.5mA”),再将(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是、、。

4.【答案】①待测金属丝;②直流电压10V,红,0,E,E。

【解析】若电流表示数为零,电压表示数为E,说明电压表与电源构成闭合回路,发生故障的是待测金属丝。利用多用电表检测含电源电路故障,先将开关旋转至直流电压10V 档,再将红表笔固定在电源正极a接线柱,若只有滑动变阻器断路,把另一支表笔接b时,多用电表示数为0;把另一支表笔接c时,多用电表示数为E;把另一支表笔接d时,多用电表示数为E。

【达标测试题】

1(2012年3月四川南充市二模)某同学测定一根金属丝的电阻率.

①用螺旋测微器测量金属丝的直径如左下图所示,则该金属丝的直径为_____mm.

②先用多用电表粗测其电阻.将选择开关调到欧姆挡“×10”档位,测量时发现指针向右偏转角度太大,这时他应该:

a. 将选择开关换成欧姆挡的“_____”档位(选填“ ×100”或“ ×l”)

b.调零后再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如右下图所示,则此段金属丝的电阻约为_____Ω。

③现要进一步较精确测量其阻值,实验室提供了以下各种器材:4V的直流电源、3V量程的直流电压表、电键、导线等.还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用:

A.电流表A1(量程0.3A,内阻约1Ω)

B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)

C.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)

D.滑动变阻器R2(最大阻值为50Ω)

为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大.电流表应选_____滑动变阻器应选_____ (填器材前面的字母)

1答案:① 0.520 mm

②(a)×1 (b)12Ω

③ A ,C

解析:①该金属丝的直径为0.5mm+0.020mm=0.520mm.

②先用多用电表粗测其电阻.将选择开关调到欧姆挡“×10”档位,测量时发现指针向右偏转角度太大,说明电阻较小,这时他应该将选择开关换成欧姆挡的“×1”档位。

此段金属丝的电阻约为12Ω。

③由于电源电动势4V,金属丝的电阻约为12Ω,电流约为0.3A,为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大.电流表应选量程0.3A 的电流表A1;滑动变阻器应选最大阻值为10Ω的滑动变阻器R1。

2.(2012年3月福建莆田质检)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,获得的金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的值分别是mm、A、V.。

已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ。电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5V,内阻很小。则以下电路图中(填电路图下方的字母)电路为本次实验应当采用的最佳电路。用此电路测得的金属丝电阻R x比真实值(填“大”或“小”)。

若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A=2.0Ω,那么准确测量金属丝电阻R x的最佳电路应是上图中的电路。若此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻R x= 。(用题中各物理量符号表示)

2.答案:0.999 0.42 2.26 A 小 B U/I-R A

解析:根据螺旋测微器读数规则可知金属丝直径为0.999mm;电流表读数是0.42A,电压表读数是2.26V。由于金属丝电阻一般不太大,采用电流表外接。干电池不宜在长时间、大功

率状况下使用,采用限流电路,所以本次实验应当采用的最佳电路为图A。用此电路测得的金属丝电阻R x实质是电阻丝与电压表并联等效电阻值,比真实值小。若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A=2.0Ω,那么准确测量金属丝电阻R x的最佳电路应是上图中的B电路。若此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻R x= U/I-R A。

3.(2012年4月广西南宁三模)(1)某同学想利用所学知识测量某种材料的电阻率,由于不

知其大约阻值,于是,他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻,经正确操作后,用“×100 Q”挡时发现指针偏转情况如图所示,则他应该换用挡(填“×10 Ω”或“×lk”)重新测量,换挡后,在测量前先要。

(2)要测出(1)中所给材料样品的电阻率,

必须精确测出该段样品的阻值.除了导线

和开关外,实验室还备有以下器材可供选

用:

电压表V1,量程6V,内阻R1,等于20 kfl

电压表V2,量程10 V,内阻R2。约30 kΩ

滑动变阻器R1,0~20 Ω,额定电流2A

滑动变阻器R2,0~2000 Ω,额定电流1 mA

电源E(电动势为12 V,内阻r约2 Ω)

①请选择合适的器材,设计出便于精确测量的电路图画在方框中.其中滑动变阻器应选

_ __.

②若选用其中一组电表的数据,设该段圆柱形材料的长为L,直径为d,由以上实验得

出这种材料电阻率的表达式为____,式中符号的含义

为_ __.

3.答案:(1)×1k 欧姆调零

(2)①R 1 电路图如图所示。

②()L U R U U d V 11

1224-π U 1表示电压表V 1的示数,U 2表示电压表V 2的示数.

解析:(1)由题图可知,多用电表指针偏转角度太小,电阻达1700Ω左右,应该换用×1k

档,换档后需要重新欧姆调零。

(2)由于电压表V 1的内阻已知,可以作为电流表使用。为了得到较多组数据,滑动变

阻器采用分压式接法电路,选用阻值范围0~20Ω的滑动变阻器R 1。根据电路图,

R x =1

12V I U U -,I V1=11V R U ,由电阻定律,R x =ρL/S ,S=πd 2/4,联立解得ρ=()L

U R U U d V 11

1224-π,式中U 1表示电压表V 1的示数,U 2表示电压表V 2的示数. 4.(2012湖南衡阳六校联考) 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下

测量:

(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度.测量3次,求出其平均值

l .其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数为

________ cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d .

其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为________ mm.

(2)采用右图所示的电路测量金属丝的电阻.电阻的测量值比真

实值________(填“偏大”或“偏小”).最后由公式ρ=________计算出金

属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示).

4.答案. (1)24.12~24.14 0.518~0.519 (2)偏小 πd 2U 4Il

解析:(1)根据刻度尺读数规则,图甲中读数为24.13cm ;根据螺旋测微器读数规则,图中读

数为0.518 mm.

(2)用电流表外接电路测量金属丝的电阻.金属丝中电流小于电流表读数,所以电阻的测量

值比真实值偏小.由欧姆定律R=U/I ,电阻定律R=ρl/S ,S=πd 2

/4联立解得电阻率ρ=πd 2U 4Il 。

5. (2012重庆期末测试)在“测金属丝电阻率”实验中,提供以下实验器材;

待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、直尺;

电源E (电动势约3V );电压表V (量程3V ,内阻约5kΩ):

电流表A (量程0.6A 、内阻为1.0Ω);

滑动变阻器、开关及导线若干.

某同学进行了如下操作:

①如题22-2图所示,用直尺测金属丝的长度L= m ;

②如题22-3图所示,用螺旋测微器测金属丝直径d= m ;

③按照实验设计进行了实物连接如题22-4图并进行了相应测量,利用电压表和电流表

读数画出了如题22-5图的U —I 图象。

由此得到金属丝电阻R= Ω

④根据以上测量,计算该金属丝的电阻率ρ= Ω·m .(计算结果保留两位有效数

字)

5.答案:①5.56×10-2~5.59×10-2

②5.71×10-4~5.74×10-4

③ 4

④1.7×10-5~1.9×10-5

解析:由电路可知,电流表内接,R+R A =U/I=5Ω,R=4Ω;金属丝截面积S=πd 2/4=2.5×10-7m 2。

由电阻定律,ρ=RS/L=0568

.0105.247

-??Ω·m=1.8×10-5Ω·m .

6.(2012年2月深圳第一次调研)在测定一根粗细均匀合金丝R x 的电

阻率的实验中.

Ⅰ.利用螺旋测微器测定合金丝的直径,示数如图(a )所示,则

可读得合金丝的直径为_ __mm .

Ⅱ.待测合金丝R x 的电阻约为5Ω.提供的仪器有:

A .电压表V (内阻约为10kΩ,量程为3V )

B .电流表A 1(内阻约为3Ω,量程为0.6A)

C .电流表A 2(内阻约为0.1Ω,量程为3A)

D .滑动变阻器R(阻值为0~5Ω,额定电流为2A)

E .电源E (电动势为5V ,内电阻为1Ω)

F .一个开关、若干导线

①要求较准确地测出其阻值,电流表应选 .(填序号)

②某同学根据以上仪器,按图(b )连接实验线路,在实验中发

现电流表示数变化范围较窄,现请你用笔在图(b )中画一条

线对电路进行修改,使电流表示数的变化范围变宽.

③修改后的电路其测量结果比真实值偏___(填“大”或“小”).

b ) 图(a )

6.答案:Ⅰ.0.609Ⅱ.①B ②如图。③小

解析:Ⅰ.根据螺旋测微器读数规则可读得合金丝的直径为d=0.609mm .

Ⅱ.要求较准确地测出其阻值,电流表应选量程为0.6A 的B ;

原来电路是限流电路,电流表示数变化范围较窄,改成分压电路

可使电流表示数的变化范围变宽.修改后的电路其测量结果比真

实值偏小。

7. (2009·广东物理)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。所用的

器材包括:输出为3V 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,并在金属丝上夹上一个小金属

夹,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

14

(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;

14 图

15

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。

(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出了图15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16所示。金属丝的直径是______。

图15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)。

7.【答案】⑴电路图如图所示

⑵③读出接入电路中的金属丝

的长度

⑶10.7 电源的内阻与电阻箱

⑷0.200mm 金属丝的电阻

率 1.01×10-4Ω·m

【解析】依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率,电路图如图所示;电路实物图如图

所示,依据闭合电路欧姆定律得E=I(R x +R 0+r),参照题目给出的图像可得,1I =0r R E ++ES

ρ·L 可见直线的斜率k=ρ/ES ,可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是

金属的电阻率ρ,由图象可知斜率为

10.7 A -1·m -1,金属丝的直径是

0.200mm ,金属丝横截面积

S=πd 4/4=3.14×10-3m 2,金属的电阻率

ρ=kES=10.7×3×3.14×10-6Ω·m=1.01×1

0-4Ω·m 。

16 0 R

x 0 R x

【答案】⑴电路图如图所示

⑵③读出接入电路中的金属丝的长度

⑶1.63 电源的内阻与电阻箱

⑷0.200mm 金属丝的电阻率 1.54×10-7Ω·m

点评:图象法处理实验数据时,首先要根据实验电路利用闭合电路欧姆定律或相关知识列出相关方程,再依据图象把列出的方程变换成与图象吻合的函数关系,应用图象斜率、截距的物理意义列出相关方程,解得结果。

8.(2008·重庆理综)某研究性学习小组设计了图3所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图中E 为直流电源,K 为开关,K 1为单刀双掷开关,V 为电压表,A 为多量程电流表,R 为滑动变阻器,R x 为待测稀盐水溶液液柱.

①实验时,闭合K 之前将R 的滑片P 置于 (填“C ”或“D ”)端;当用电流表外接法测量R x 的阻值时,K 1应置于位置 (填“1”或“2”).

②在一定条件下,用电流表内、外接法得到R x 的电阻率随浓度变化的两条曲线如图4所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中R x 的横截面积为20 cm 2,长度为20 cm ,用内接法测量R x 的阻值是3500 Ω,则其电阻率为 Ω·m ,由图中对应曲线 (填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为 %(结果保留2位有效数字).

8.答案:① D ; 1 ②35; 1 0.012

解析:根据R=ρL/S,得ρ=RS/L ,代入已知数据,得电阻率ρ=35Ω·m

。因为内接法测得的电阻较

图3 浓度(%)

图4 电阻率(Ω·m )

大,电阻率也较大,由图中对应曲线1中电阻率ρ=35Ω·m对应的溶液浓度约为0012%。

实验-测定金属的电阻率(精)

测定金属的电阻率 一、实验目的:学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。 二、实验原理:用刻度尺测一段金属导线的长度L ,用螺旋测微器测导线的直径d ,用伏安法测导线的电阻R ,根据电阻定律,金属的电阻率ρ=RS/L=πd 2R/4L 三、实验器材:①金属丝②千分尺③安培表④伏特表⑤(3伏)电源⑥(20Ω)滑动变阻器⑦电键一个⑧导线几根 【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料,如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用,直径0.4毫米左右,电阻5~10欧之间为宜,在此前提下,电源选3伏直流电源,安培表选0 0.6安量程,伏特表选0 3伏档,滑动变阻器选0 20欧。 四、实验步骤 (1)用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D 求出其横截面积S=πD 2/4. (2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ,测三次,求出平均值L 。 (3)根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1,然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。 点拨:为避免接线交叉和正负极性接错,接线顺序应遵循:电源正极→电键(断开状态)→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极,最后将伏特表并接在待测电路的两端,即先接干路,后接支路。 (4)检查线路无误后闭合电键,调节滑动变阻器读出几组I 、U 值,分别计算电阻R 再求平均值,设计表格把多次测量的D 、L 、U 、I 记下来。 【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A 以下,本实验由于安培表量程0~0.60A ,每次通电时间应尽量短(以能读取电表数据为准),读数完毕立即断开电键S ,防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。 计算时,务必算出每次的电阻值再求平均值,不能先分别求电压U 和电流I 的平均值,再由欧姆定律得平均值,否则会带来较大计算误差。 五、实验记录 图1

最新高考实验专题:测量导体的电阻率---解析版

测导体的电阻率---解析版 1.(2017辽宁重点中学协作体5月模拟)某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率,待测金属丝粗细均匀,阻值约为100Ω。备选器材如下: A.量程为5mA、内阻r1=50Ω的电流表 B.量程为0.6A、内阻r2=0.2Ω的电流表 C.量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表 D.最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器 E.定值电阻R1=5Ω F.定值电阻R2=500Ω G.电动势E=6V、内阻很小的直流电源 H.开关一个,导线若干 I.螺旋测微器,刻度尺 (1)该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示,则螺旋测微器的示数 D= mm。 (2)为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率,电流表应选用(填“A”或“B”),定值电阻应选用(填“E”或“F”)。 (3)电压表的示数记为U,所选用电流表的示数记为I,则该金属丝的电阻的表达式Rx= ;若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L,则其电阻率的表达式为ρ= (表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示,不得直接用数值表示) 【参考答案】(1)5.898(3分),(2).A E(2分), (3). () () 11 11 R U Ir I r R - + (2分), () () 2 11 11 4 D R U Ir LI r R π- + (2分) 【名师解析】(1)根据螺旋测微器读数规则,金属丝直径D=5.5mm+0.398mm=5.898mm。 2.(12分)(2016安徽合肥一模)为了精密测量一金属丝的电阻率:

(1)(6分)如图甲所示,先用多用表×1 Ω挡粗测其电阻为Ω,然后用螺旋测微器测其直径为 mm,游标卡尺测其长度为 cm。 (2)(6分)为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ;量程l5V,内阻约为75 kΩ) B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω;量程3A,内阻约为0.2 Ω) C.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6 A) D.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1 A) E.1.5V的干电池两节,内阻不计 F.电阻箱 G.开关S,导线若干 为了测多组实验数据,则上述器材中的滑动变阻器应选用(填“R1”或“R2”)。 请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图乙的连线。 【参考答案】(1)(6分)8Ω(2分) 2.095mm(2分)5.015cm(2分) (2)(6分)R1。 【命题意图】本题考查多用电表读数、螺旋测微器和游标卡尺读数、电阻率测量学生实验电路设计、实物图连接、器材选择等。 图甲

2019版人教版高中地理选修3 1练习26第二课时实验伏安法测电阻和金属电阻率

第二章恒定电流 6 导体的电阻 第二课时实验:伏安法测电阻和金属电阻率 1. 在“测定金属的电阻率”的实验中,下列说法中正确的是 ()[来源:学斛#网] A .用伏安法测金属丝的电阻时,可米用电流表内接法[…] B.实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出电阻平均值 C .应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次,然后求出长度平均值 D .实验中电流强度大小可不加要求 答案:B 2. 侈选)在“测定金属的电阻率”实验中,关于误差的下列说 法中正确的是() A. 电流表采用外接法,将会使p测>P真 B. 电流表采用外接法,由于电压表的并联引起了金属丝分压的减小而引起测量误差 C .由P=兀4^U可知|、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起p 的测量误差 D .由尸^4占可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量

答案:CD 3. 在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,在测量其电阻时应选择的电路是() A B C D 解析:金属的阻值较小,在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法,题干中要求实验中获得较大的电压调节范围,故滑动变阻器要采用分压式接法,D正确. 答案:D 4. 在测定金属的电阻率的实验中,可供选用的器材如下: 待测金属丝:R x(阻值约4 Q,额定电流约0.5 A).… 电压表:V(量程3 V,内阻约3 k Q) 电流表:A i(量程0.6 A,内阻约0.2 Q; A2(量程3 A,内阻约0.05 Q) 电源:E i (电源电压为3 V); E2(电源电压为12 V). 滑动变阻器:R(最大阻值约20 Q ). 螺旋测微器:毫米刻度尺. 开关S,导线. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为_______ m m.

高中物理测定金属的电阻率实验检测题

高中物理测定金属的电阻率实验检测题 1.(2019·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。 (1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是________mm 。 (2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω,在方框中画出实验电路图,并标明器材代号。 电源E (电动势10 V ,内阻约为10 Ω) 电流表A 1(量程0~250 mA ,内阻R 1=5 Ω) 电流表A 2(量程0~300 mA ,内阻约为5 Ω) 滑动变阻器R (最大阻值10 Ω,额定电流2 A) 开关S 及导线若干 (3)11A 2的读数为I 2,则这段金属丝电阻的计算式R x =________。从设计原理看,其测量值与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。 解析:(1)d =20.0×0.01 mm =0.200 mm 。 (2)本题中测量金属丝的电阻,无电压表,故用已知内阻的电流表A 1充当电压表;由于A 1的内阻已知,因此A 2应采用外接法;由于电流表A 1的额定电压U A1=I m R 1=1.25 V ,比电源电动势小得多(或滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多),故电路采用分压式接法,电路图如图所示。 (3)当电流表A 1、A 2读数分别为I 1、I 2时,通过R x 的电流为I =I 2-I 1,R x 两端电压U =I 1R 1,故R x =U I = I 1R 1 I 2-I 1 ,不考虑读数误差,从设计原理看测量值等于真实值。 答案:(1)0.200(0.196~0.204均可) (2)见解析图 (3) I 1R 1 I 2-I 1 相等 2.(2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下: (1)螺旋测微器如图所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动________(选填“A ”“B ”或“C ”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。

测定金属的电阻率实验测试题及解析

测定金属的电阻率实验测试题及解析 1.(2019·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。 (1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是________mm 。 (2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω,在方框中画出实验电路图,并标明器材代号。 电源E (电动势10 V ,内阻约为10 Ω) 电流表A 1(量程0~250 mA ,内阻R 1=5 Ω) 电流表A 2(量程0~300 mA ,内阻约为5 Ω) 滑动变阻器R (最大阻值10 Ω,额定电流2 A) 开关S 及导线若干 (3)11A 2的读数为I 2,则这段金属丝电阻的计算式R x =________。从设计原理看,其测量值与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。 解析:(1)d =20.0×0.01 mm =0.200 mm 。 (2)本题中测量金属丝的电阻,无电压表,故用已知内阻的电流表A 1充当电压表;由于A 1的内阻已知,因此A 2应采用外接法;由于电流表A 1的额定电压U A1=I m R 1=1.25 V ,比电源电动势小得多(或滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多),故电路采用分压式接法,电路图如图所示。 (3)当电流表A 1、A 2读数分别为I 1、I 2时,通过R x 的电流为I =I 2-I 1,R x 两端电压U =I 1R 1,故R x = U I =I 1R 1 I 2-I 1 ,不考虑读数误差,从设计原理看测量值等于真实值。 答案:(1)0.200(0.196~0.204均可) (2)见解析图 (3)I 1R 1 I 2-I 1 相等 2.(2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下: (1)螺旋测微器如图所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动________(选填“A ”“B ”或“C ”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。 (2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直

实验 测定金属的电阻率

实验八 测定金属的电阻率 1.实验原理(如图1所示) 由R =ρl S 得ρ=RS l ,因此,只要测出金属丝的长度l 、横截面积S 和金属丝的电阻R ,即可求出金属丝的电阻率ρ. 图1 2.实验器材 被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(0~50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺. 3.实验步骤 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d . (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路. (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l . (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置. (5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,填入记录表格内. (6)将测得的R x 、l 、d 值,代入公式R =ρl S 和S =πd 2 4 中,计算出金属丝的电阻率. 1.数据处理 (1)在求R x 的平均值时可用两种方法 ①用R x =U I 分别算出各次的数值,再取平均值.

②用U -I 图线的斜率求出. (2)计算电阻率 将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算公式ρ=R x S l =πd 2U 4lI . 2.误差分析 (1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一. (2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小. (3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差. (4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差. 3.注意事项 (1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法. (2)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、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在被测金属丝的两端. (3)测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值. (4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值. (5)闭合开关S 之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置. (6)在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流强度I 不宜过大(电流表用0~0.6 A 量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. (7)若采用图象法求R 的平均值,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. 命题点一 教材原型实验 例1 在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图2所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值). 图2

2019_2020学年新教材高中物理第11章电路及其应用实验:导体电阻率的测量教案新人教版必修第三册

3.实验:导体电阻率的测量 [学习目标] 1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法。2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。3.学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属丝的电阻率。 实验1 长度的测量及测量工具的选用 一、游标卡尺 1.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm 。 2.精度:对应关系为10分度0.1 mm,20分度0.05 mm,50分度0.02 mm 。 3.读数:若用x 表示由主尺上读出的整毫米数,K 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x +K ×精度) mm 。 二、螺旋测微器 1.原理:测微螺杆F 与固定刻度B 之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm ,即旋钮D 每旋转一周,F 前进或后退0.5 mm ,而可动刻度E 上的刻度为50等份,每转动一小格,F 前进或后退0.01 mm ,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm 。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。 2.读数:测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出。测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 实验2 金属丝电阻率的测量 一、实验原理和方法 由R =ρl S 得ρ=RS l ,因此,只要测出金属丝的长度l 、横截面积S 和金属丝的电阻R ,即可求出金属丝的电阻率ρ。

1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R ? ?? ??R =U I 。电路原理如图所示。 2.用毫米刻度尺测量金属丝的长度l ,用螺旋测微器量得金属丝的直径,算出横截面积S 。 3.将测量的数据代入公式ρ=RS l 求金属丝的电阻率。 二、实验器材 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 三、实验步骤 1.直径测定 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 ,计算出导线的横截面积S =πd 2 4 。 2.电路连接 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。 3.长度测量 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3次,求出其平均值l 。 4.U 、I 测量 把上图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端,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、电压表的示数I 和U 的值,记入表格内,断开开关S 。 5.拆去实验线路,整理好实验器材。

《测量金属丝的电阻率》的实验报告

《测量金属丝的电阻率》实验报告 徐闻一中:麦昌壮 一、实验目的 1.学会使用伏安法测量电阻。 2.测定金属导体的电阻率。 3.掌握滑动变阻器的两种使用方法和螺旋测微器的正确读数。 二、实验原理 设金属导线长度为l ,导线直径为d ,电阻率为ρ,则: 由S l ρ R =,得: l R d l RS 42?==πρ。 三、实验器材 已知长度为50cm 的被测金属丝一根,螺旋测微器一把,电压表、电流表各一个,电源一个,开关一个,滑动变阻器一只,导线若干。 四、实验电路 五、实验步骤 1.用螺旋测微器测三次导线的直径d ,取其平均值。

2.按照实验电路连接好电器元件。 3.移动滑动变阻器的滑片,改变电阻值。 4.观察电流表和电压表,记下三组不同的电压U和电流I的值。 5.根据公式计算出电阻率ρ的值。 六、实验数据 d/m U/V I/A R/Ωρ/Ω·m 第一次测量 2.80×10-4 5.00×10-17.8×10-2 6.41 1.97×10-7第二次测量 2.78×10-48.00×10-1 1.18×10-1 6.78 2.06×10-7第三次测量 2.82×10-4 1.00 1.46×10-1 6.84 2.18×10-7 七、实验结果 ρ平均=(1.97+2.06+2.18)÷3×10-7Ω·m=2.07×10-7Ω·m 八、实验结论 金属丝的电阻率是2.07×10-7Ω·m。

九、【注意事项】 1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电访必须采用电流表外接法 2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待洲金属导线的两端 3.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. 4.闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置 5.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度正的值不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. 6.求R的平均值可用两种方法:第一种是用R=U/I算出各次的测量值,再取平均值;第二种是用图像(U-I图线)的斜率来求出.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. 十、误差分析 1.测金属丝直径时会出现误差,通过变换不同的位置和角度测量,然后再求平均值方法,达到减小误差的目的; 2.测金属丝长度时出现的误差,一定要注意到测量的是连入电路中的电阻丝的长度; 3.电压表、电流表读数时会出现偶然误差; 4.不论是内接法还是外接法,电压表、电流表内阻对测量结果都会产生影响;本实验中,由于金属丝的电阻不太大,应采用电流表外接法测电阻; 5.电流过大,通电时间过长,会使电阻丝发热导致电阻发生变化,产生误差

测定金属电阻率-

测定金属的电阻率 实验目的: 学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。 实验原理: 用刻度尺测一段金属导线的长度L ,用螺旋测微器测导线的直径d ,用伏安法测 导线的电阻R ,根据电阻定律,金属的电阻率ρ=RS /L =πd 2 R /4L 实验器材: 金属丝、千分尺、安培表、伏特表、(3伏)电源、(20Ω)滑动变阻器、电键一个、导线几根 【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料,如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用,直径0.4毫米左右,电阻5~10欧之间为宜,在此前提下,电源选3伏直流电源,安培表选0 0.6安量程,伏特表选0 3伏档,滑动变阻器选0 20欧。 实验步骤: (1)用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D 求出其横 截面积S =πD 2 /4. (2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ,测三次,求出平均值L 。 (3)根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1,然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。 【点拨】为避免接线交叉和正负极性接错,接线顺序应遵循:电源正极→电键(断开状态)→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极,最后将伏特表并接在待测电路的两端,即先接干路,后接支路。 (4)检查线路无误后闭合电键,调节滑动变阻器读出几组I 、U 值,分别计算电阻R 再求平均值,设计表格把多次测量的D 、L 、U 、I 记下来。 【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A 以下,本实验由于安培表量程0~0.60A ,每次通电时间应尽量短(以能读取电表数据为准),读数完毕立即断开电键S ,防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。 计算时,务必算出每次的电阻值再求平均值,不能先分别求电压U 和电流I 的平均值,再由欧姆定律得平均值,否则会带来较大计算误差。 实验记录 图1

实验二:测金属丝的电阻率

实验二:测金属丝的电阻率 实验电路图:电阻的内外接法选取(由于待测电阻较小,一般选外接法) 电阻率的表达式 滑动变阻器可以选择限流法,也可以用分压法 电压表和电流表的选取和读数 螺旋测微器的读数、游标卡尺读数 实物图的连接 根据电压表和电流表读数计算待测电阻,或者根据U-I图像计算斜率求电阻,再计算电阻率或者长度 【典型例题剖析】 考点1:实验原理和仪器选择 ★★[例1]在探究决定导体电阻的因素的实验中,可供选用的器材如下: 待测金属丝:R x(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A); 电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ); 电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω); A2(量程3 A,内阻约0.05 Ω); 电源:E1(电源电压为3 V); E2(电源电压为12 V); 滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω); 螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm.

(2)若滑动变阻器采用限流式接法,为使测量尽量精确,电流表应选________,电源应选________(均填器材代号),在虚线框中完成电路原理图. 电压表最大量程3V,因此电源得选择3V,电流表得选0.6A 解析(1)螺旋测微器的读数为: 1.5 mm+27.4×0.01 mm=1.774 mm. (2)在用伏安法测电阻的实验中,为使测量尽量精确,电流表、电压表指针需达到半偏以上,又因待测金属丝的额定电流为0.5 A,所以电流表选A1,电源选E1即可.电路原理图如图所示. 答案(1)1.774(1.772~1.776均正确)(2)A1E1见解析图 [1-1]★★★在“探究决定导体电阻的因素”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度l,金属丝的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率. (1)从图中读出金属丝的直径为________mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材: A.电压表0~3 V,内阻10 kΩ B.电压表0~15 V,内阻50 kΩ C.电流表0~0.6 A,内阻0.05 Ω

测量金属丝的电阻率的实验报告

测量金属丝的电阻率的 实验报告 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

《测量金属丝的电阻率》实验报告 徐闻一中:麦昌壮 一、实验目的 1.学会使用伏安法测量电阻。 2.测定金属导体的电阻率。 3.掌握滑动变阻器的两种使用方法和螺旋测微器的正确读数。 二、实验原理 设金属导线长度为l ,导线直径为d ,电阻率为ρ,则: 由S l ρR =,得: l R d l RS 42?==πρ。 三、实验器材 已知长度为50cm 的被测金属丝一根,螺旋测微器一把,电压表、电流表各一个,电源一个,开关一个,滑动变阻器一只,导线若干。 四、实验电路 五、实验步骤 1.用螺旋测微器测三次导线的直径d ,取其平均值。 2.按照实验电路连接好电器元件。 3.移动滑动变阻器的滑片,改变电阻值。 4.观察电流表和电压表,记下三组不同的电压U 和电流I 的值。 5.根据公式计算出电阻率ρ的值。 六、实验数据

七、实验结果 ρ平均=(1.97+2.06+2.18)÷3×10-7Ω·m=2.07×10-7Ω·m 八、实验结论 金属丝的电阻率是2.07×10-7Ω·m。 九、【注意事项】 1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电访必须采用电流表外接法 2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待洲金属导线的两端 3.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. 4.闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置 5.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度正的值不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.

实验:测定金属的电阻率

实验:测定金属的电阻率

实验八测定金属的电阻率1.实验原理(如图1所示) 由R=ρl S得ρ=RS l,因此,只要测出金属丝的长 度l、横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ.

图1 2.实验器材 被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(0~50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺. 3.实验步骤 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d. (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路. (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l. (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的

电阻值最大的位置. (5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,填入记录表格内. (6)将测得的R x 、l 、d 值,代入公式R =ρl S 和S =πd 24 中,计算出金属丝的电阻率. 1.数据处理 (1)在求R x 的平均值时可用两种方法 ①用R x =U I 分别算出各次的数值,再取平均值. ②用U -I 图线的斜率求出.

(2)计算电阻率 将记录的数据R x、l、d的值代入电阻率计算公式 ρ=R x S l= πd2U 4lI. 2.误差分析 (1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一. (2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小. (3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差. (4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差. 3.注意事项 (1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法. (2)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将

测量金属丝的电阻率实验报告单

"测量金属丝的电阻率"实验报告单 班级________________姓名________________实验时间______________ 一、实验目的 1.学会使用伏安法测量电阻。 2.测定金属导体的电阻率。 3.掌握滑动变阻器的使用方法和螺旋测微器的正确读数。 二、实验器材 长度为cm的被测金属丝一根,螺旋测微器一把,电压表、电流表各一个,电源一个,开关一个,滑动变阻器一只,导线若干。 三、实验电路图 四、实验步骤 1.用螺旋测微器在接入电路部分的被测金属导线上的三个不同位置各测量一次导线的直径,结果记 录在表格内,求出其平均值d. 2.按原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路. 3.用毫米刻度尺测量接入电路中的金属导线的有效长度,反复测量3次,结果记录表格内,求出其 平均值l. 4.用伏安法测金属导线的电阻R。用平均值法或图像法处理获得的电压U、电流I,求电阻R。 5.将测得的电压U、电流I、有效长度l、直径d,代入电阻定律公式中,推导出金属导线的电阻率 ρ= 6.拆去实验电路,整理好实验器材. "测量金属丝的电阻率"数据记录表

1. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测电阻丝阻值约为4Ω。 (1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径d 。其中一次测量结果如右 图所示,图中读数为d =mm 。 (2)为了测量电阻丝的电阻R ,除了导线和开关外, 还有以下一些器材可供选择: 电压表V ,量程3V ,内阻约3k Ω 电流表A 1,量程0.6A ,内阻约0.2Ω 电流表A 2,量程100μA ,内阻约2000Ω 滑动变阻器R 1,0~1750Ω,额定电流0.3A 滑动变阻器R 2,0~50Ω,额定电流1A 电源E 1(电动势为1.5 V ,内阻约为0.5Ω) 电源E 2(电动势为3V ,内阻约为1.2Ω) 为了调节方便,测量准确,实验中应选用 电流表________,滑动变阻器_________, 电源___________。(填器材的符号) (3)请在右边的方框图中画出测量电阻丝的电阻应采 用的电路图,并在图中标明所选器材的符号。 (4)请根据电路图,在右图所给的实物图中画出连线。 (5)用测量量表示计算材料电阻率的公式 是ρ =(已用刻度尺测量出接入电路中的金属导线的有效长度为l )。 补充练习1: 补充练习2: ⑴_________mm ⑵ _________mm (3) _________mm (4) _________mm 35 40 45 30 25 S V + - + - A

实验八 测定金属的电阻率-一轮

1.(双选)在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,以下操作中错误的是() A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中 B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值 C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值 D.实验中应保持金属丝的温度不变 解析:实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法。故A、C操作错误。 答案:AC 2.分别用图实-7-14所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值。图甲中两表的示数分别为3 V、4 mA,图乙中两表的示数分别为4 V、3.9 mA,则待测电阻R x的真实值为() 图实-7-14 A.略小于1 kΩB.略小于750 Ω C.略大于1 kΩ D.略大于750 Ω 解析:先判断采用的测量方法,由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大,说明测量的是小电阻,这样电流表分压较大,应该采用图甲进行测量比较准确。图甲中测量值 为R测=U测 I测 =750 Ω,较真实值偏小。故D项正确。 答案:D 3.(1)用游标为50分度的卡尺(测量值可精确到0.02 mm)测定某圆筒的内径时,卡尺上的示数如图实-7-15甲所示,可读出圆筒的内径为________mm。 (2)图乙中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数,此读数应为________mm。

图实-7-15 解析:(1)题图甲中,主尺读数为54 mm ,游标尺第7格和主尺某一刻度对齐,读数为0.02 mm ×7=0.14 mm ,故卡尺的读数为54.14 mm 。 (2)固定刻度露出的是6 mm ,可动部分数值是12.3,则可动部分长度读数为12.3×0.01 mm =0.123 mm 。两者相加是6.123 mm 。 答案:54.14 (2)6.123(6.122~6.124均对) 4.某学习小组用伏安法测量一未知电阻R 的阻值,给定器材及规格为: 电流表(量程0~5 mA ,内阻约为10 Ω); 电压表(量程为0~3 V ,内阻约为3 kΩ); 最大阻值约为100 Ω的滑动变阻器; 电源E (电动势约3 V); 开关S 、导线若干。 (1)由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图实-7-16甲电路试测,读得电压表示数大约为2.5 V ,电流表示数大约为5 mA ,则未知电阻阻值R x 大约为________Ω; (2)经分析,该电路测量误差较大,需作改进。请直接在原图甲上改画;①在不需要的连线上画“×”表示,②补画上需要添加的连线; (3)对改进的电路进行测量,并根据测量数据画出了如图乙所示的U -I 图像,得R x =________Ω。(保留3位有效数字) 图实-7-16 解析:(1)利用伏安法测电阻。由部分电路欧姆定律I =U R 得,未知电阻阻值R x =U I = 2.5 5×10-3 Ω=500 Ω。 (2)待测电阻的阻值较大,R x >R A ·R V ,故用伏安法测电阻时应采用安培表内接法测电

实验:导体电阻率的测量-教案

实验:导体电阻率的测量 【教学目标】 1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。 2.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。 3.学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属丝的电阻率。【教学重难点】 1.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。 2.学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属丝的电阻率。【教学过程】 一、复习提问、新课导入 教师:回顾上节课的内容 1.电阻定律??=???? ?? 2.导体的电阻率??=???? ?? 反映材料导电性能好坏的物理量。 【提问】如何测量导体的电阻率?根据公式,需要测量哪些物理量? 学生回答: ①测量导体的长度。 ②测量导体的横截面积。 ③测量导体的电阻。 【提问】这写物理量分别用哪些工具测量?怎样测量? ①测量导体的长度。(刻度尺) ②测量导体的横截面积。(刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器) ③测量导体的电阻。(伏安法) 二、新课教学 (一)长度的测量及测量工具的选用 1.游标卡尺 (1)游标卡尺结构及使用方法介绍(图片加flash动画)

(2)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1mm。 (3)精度:对应关系为10分度0.1mm,20分度0.05mm,50分度0.02mm。 (4)读数方法:若用??表示由主尺上读出的整毫米数,??表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为:(??+??×精度)mm。 2.游标卡尺的使用 读数=主尺整mm值+精确度×游标尺的对齐刻度数 (1)首先要弄清该尺的精度。 (2)接着从主尺上读出整毫米数。 (3)再从游标尺上读出不足1毫米的长度值。 (4)最后确定测量结果。 注意:不需估读! 【练习】 1.游标卡尺的主尺最小分度为__________, 图1尺的精度是__________mm,读数是__________mm; 图2中的精度是__________mm,读数是__________mm。 2.读出以下各游标尺的测量值

实验测定金属的电阻率

实验八 测定金属的电阻率 1.实验原理(如图1所示) 由R =ρl S 得ρ=RS l ,因此,只要测出金属丝的长度l 、横截面积S 和金属丝的电阻R ,即可求 出金属丝的电阻率ρ. 图1 2.实验器材 被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(0~50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺. 3.实验步骤 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d . (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路. (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l . (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置. (5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,填入记录表格内. (6)将测得的R x 、l 、d 值,代入公式R =ρl S 和S =πd 2 4 中,计算出金属丝的电阻率. 1.数据处理 (1)在求R x 的平均值时可用两种方法 ①用R x =U I 分别算出各次的数值,再取平均值.

②用U -I 图线的斜率求出. (2)计算电阻率 将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算公式ρ=R x S l =πd 2U 4lI . 2.误差分析 (1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一. (2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小. (3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差. (4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差. 3.注意事项 (1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法. (2)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、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在被测金属丝的两端. (3)测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值. (4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值. (5)闭合开关S 之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置. (6)在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流强度I 不宜过大(电流表用0~0.6 A 量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. (7)若采用图象法求R 的平均值,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. 命题点一 教材原型实验 例1 在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图2所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值). 图2

高考实验专题:测量导体的电阻率---解析版

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 高考实验专题:测量导体的电阻率---解析版 测导体的电阻率测导体的电阻率---解析版 1.(2017 辽宁重点中学协作体 5 月模拟)某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率,待测金属丝粗细均匀,阻值约为100Ω 。 备选器材如下: A.量程为 5mA、内阻r1=50Ω 的电流表 B.量程为 0.6A、内阻r2=0.2Ω 的电流表 C.量程为 6V、内阻 r3 约为15kΩ 的电压表 D.最大阻值为15Ω 、最大允许电流为 2A 的滑动变阻器 E.定值电阻R1=5Ω F.定值电阻R2=500Ω G.电动势 E=6V、内阻很小的直流电源 H.开关一个,导线若干 I.螺旋测微器,刻度尺(1)该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示,则螺旋测微器的示数 D= mm。 (2)为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率,电流表应选用(填“A”或“B”),定值电阻应选用(填“E”或“F”)。 (3)电压表的示数记为 U,所选用电流表的示数记为 I,则该金属丝的电阻的表达式 Rx= ;若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为 L,则其电阻率的表达式为ρ = (表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示,不得直接用数值表示)【参考答案】(1)5.898(3 分),(2).A E(2 分), (3).R 1 ? U ? Ir1 ? I ? r1 ? R 1 ?(2 分),? D R 1 ? U ? Ir1 ?24 L I ? r1 ? R 1 ?(2 分)【名师解析】(1)根据螺旋测微器读数规则,金属丝直径 D=5.5mm+0.398mm=5.898mm。 2.(12 分)(2016 安徽合肥一模)为了精密测量一金属丝的 1/ 18

(完整word版)四探针法测电阻率

实验 四探针法测电阻率 1.实验目的: 学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。 2.实验内容 ① 硅单晶片电阻率的测量:选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片,改变条件(光照 与否),对测量结果进行比较。 ② 薄层电阻率的测量:对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层电阻率进行测 量。改变条件进行测量(与①相同),对结果进行比较。 3. 实验原理: 在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。测量电阻率的方法很多,有两探针法,四探针法,单探针扩展电阻法,范德堡法等,我们这里介绍的是四探针法。因为这种方法简便可行,适于批量生产,所以目前得到了广泛应用。 所谓四探针法,就是用针间距约1毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a 所示。利用恒流源给1、4两个探针通以小电流,然后在2、3两个探针上用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量电压,最后根据理论 公式计算出样品的电阻率[1] I V C 23 =ρ 式中,C 为四探针的修正系数,单位为厘米,C 的大小取决于四探针的排列方法和针距,

探针的位置和间距确定以后,探针系数C 就是一个常数;V 23为2、3两探针之间的电压,单位为伏特;I 为通过样品的电流,单位为安培。 半导体材料的体电阻率和薄层电阻率的测量结果往往与式样的形状和尺寸密切相关,下面我们分两种情况来进行讨论。 ⑴ 半无限大样品情形 图1给出了四探针法测半无穷大样品电阻率的原理图,图中(a)为四探针测量电阻率的装置;(b)为半无穷大样品上探针电流的分布及等势面图形;(c)和(d)分别为正方形排列及直线排列的四探针图形。因为四探针对半导体表面的接触均为点接触,所以,对图1(b )所示的半无穷大样品,电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。于是,样品电阻率为ρ,半径为r ,间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为 dr r dR 2 2πρ = , 它们之间的电位差为 dr r I IdR dV 2 2πρ= =。 考虑样品为半无限大,在r →∞处的电位为0,所以图1(a )中流经探针1的电流I 在r 点形成的电位为 ()r I dr r I V r r πρπρ222 1== ? ∞ 。 流经探针1的电流在2、3两探针间形成的电位差为 ()??? ? ??-=1312123112r r I V πρ; 流经探针4的电流与流经探针1的电流方向相反,所以流经探针4的电流I 在探针2、3之间引起的电位差为 ()??? ? ??--=4342423112r r I V πρ。 于是流经探针1、4之间的电流在探针2、3之间形成的电位差为 ??? ? ??+--= 434213122311112r r r r I V πρ。 由此可得样品的电阻率为 ()1111121 4342131223-??? ? ??+--=r r r r I V πρ 上式就是四探针法测半无限大样品电阻率的普遍公式。 在采用四探针测量电阻率时通常使用图1(c )的正方形结构(简称方形结构)和图1(d )的等间距直线形结构,假设方形四探针和直线四探针的探针间距均为S , 则对于直线四探针有 S r r S r r 2, 42134312==== ()2223I V S ? =∴πρ 对于方形四探针有 S r r S r r 2,42134312==== () 322223 I V S ? -=∴ πρ

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