高考物理实验 实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

高考物理实验 实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)掌握螺旋测微器的原理及读数方法。 (2)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。 (3)会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率。 1螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋测微器的构造：图实71如图实71 所示是常用的螺旋测微器。 它的测砧 A 和固定刻度 B 固定在框架 C 上。 旋钮 D、微调旋钮 D和可动刻度 E、测微螺杆 F 连在一起，通过精密螺纹套在 B 上。 (2)螺旋测微器的原理：测微螺杆 F 与固定刻度 B 之间的精密螺纹的螺距为 0.5 旋钮 D 每旋转一周，F 前进或后退 0.5 可动刻度 E 上的刻度为 50 等 2、份，每转动一小格，F 螺旋测微器的精确度为 数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 (3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。 测量值(固定刻度数( 注意半毫米刻度线是否露出 )可动刻度数(估读一位)2伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较：内接法 外接法电路图误差原因 电流表分压 U 测 U xU A 电压表分流 I 测 I xI R xR A ，则用电流表外接法。 ，则用电流表内接法。 2试触法：如图实72 所示，将电压表分别接在 a、c 和 b、c 两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接法，若电压表示数 3、变化较大，则选用外接法。 3电阻率的测定原理由 R 得 ，因此，只要测出金属丝的长度 l，横截面积 S 和导线的电阻 R，就。 (1)根据部分电路的欧姆定律可知 R ，故只要测出金属丝两端的电压 U 和金属丝中，就可以得出金属丝的电阻。 即用伏安法测出金属丝的电阻 R。 (2)金属丝的长度可以用毫米刻度尺测量。 (3)金属丝的横截面积 S 由金属丝的直径 d 算出，即 Sd 2/4。 其中金属丝的直径用螺旋测微器测出。 若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为。 ，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。 (1)直径测定：用螺旋测微器在被测金属丝 4、上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值 d，计算出金属丝的横截面积 S。 3(2)电路连接：按如图实73 所示的电路原理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丝的有效长度，反复测量 3 次，求出其平均值 l。 (4)U、I 测量：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，电路经检查确认无误后，闭合开关 S，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，记入表格内，断开开关 S。 (5)拆除实验线路，整理好实验器材。 (1)在求 用 分别算出各次的数值，再取平均值。 UI 图线的斜率求出。 (2)计算电阻 5、率：将记录的数据 U、I、l、d 的值代入电阻率计算式。 )为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度。 (2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法。 (3)开关 S 闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。 (4)电流不宜太大(电流表用 0 量程) ，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。 (5)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、待测金属丝、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。 (1)测量 6、误差；测量金属丝的直径、长度以及电流、 电压时出现读数误差。 (2)测量电路中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 R 真 ，由 R ，知 测 真。 )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。 在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差。 1等效替换法图实74连接电路如图实74 所示，R 为电阻箱，R 过调节电阻箱 R，使单刀双掷开关 S 分别接 1 和 2 时，电流表中的电流示数相同，则表明 ，即可测出 附加电阻法连接电路如图实75 所示，R 1 为一阻值较大的固定电阻，R 7、 实75(1)开，闭合 节变阻器 R，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数 1。 (2)保持变阻器 R 不变，再闭合 下两表的读数 2。 (3)待测电阻。 2 1(1)某同学测量阻值约为 25 x，现备有下列器材：A电流表(量程 100 A，内阻约 2 B电流表(量程 500 A，内阻约 300 )；光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 电压表(量程 15 V，内阻约 100 D电压表(量程 50 V，内阻约 500 E直流电源(20 V，允许最大电流 1 A)；F滑动变阻器(最大阻值 1 定功率 1 W)；G电键和导线若干。 (2)电流表应选_，电压表应选_。 ( 填字母代号)该同学正确 8、选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：图实76_；_。 解析电源电动势 20 V，电压表 D 的量程为 50 V，测量误差过大，故应选 C。 最大电流 A600 A，故电流表应选 B。 525103R 0 x，故电流表应采用内接法。 00 30由于滑动变阻器最大阻值比被测电阻小很多，为了便于调节和为了保证电表的安全，滑动变阻器应采用分压式接法。 答案(1)B C (2)电流表应采用内接的方法滑动变阻器应采用分压式的接法数据处理与误差分析例 2(2012北京高考)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 9、接入电路部分的长度约为 50 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实77 所示，其读数应为_值接近多次测量的平均值)。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 77(2)用伏安法测金属丝的电阻 验所用器材为：电池组( 电动势 3 V，内阻约 1 )、电流表( 内阻约 )、电压表( 内阻约 3 滑动变阻器 R(020 ，额定电流 2 A)、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：次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 们测量 8 中的_图(选填“甲”或“乙”)。 图实78(3)图实79 是测量 中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片 P 10、 置于变阻器的一端。 请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 图实79(4)这个小组的同学在坐标纸上建立 U、I 坐标系，如图实710 所示，图中已标出了与测量数据对应的 4 个坐标点。 请在图中标出第 2、4、6 次测量数据的坐标点，并描绘出UI 图线。 由图线得到金属丝的阻值 _(保留两位有效数字)。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 710(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)。 A110 2 m B110 3 10 6 m D110 8 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 11、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，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用 UI 图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析(1)螺旋测微器的读数为0 )通过给定的数据发现电压接近从 0 开始，故滑动变阻器采用的是分压式接法。 (3)对滑动变阻器的分压式接法，连线时应使测量电路在开始时分到的电压为 0。 (4)图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧。 图线的斜率反映了金属丝的电阻，所以。 (5)由 R l/S，S 12、( d/2)2，取 d410 4 m、l 0.5 m、R，解出1 106 m。 (6)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、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选项 B 错误，选项 C 正确；利用 UI 图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，选项 D 正确。 答案(1)可) (2)甲(3)如图甲所示光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (4)如图乙所示可)(5)C(6) 3(2012西安五校联考)有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为 60 阻大约为 6 ，横截面如图实 711 甲所示。 图实711(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为_ 2)现有如下器材：A电流表(量程 ，内阻约 )B电流表(量程 3 A，内阻约 )C电压表(量程 3 V，内阻约 3。