电学实验报告.doc

实验七：测定金属的电阻率 【实验目的】 1．练习使用螺旋测微器；2．学会用伏安法测电阻；3．测定金属的电阻率。 【实验原理】 根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。 【实验器材】 螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器；电键；被测金属导线；导线若干． 【实验步骤】 （1）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． （2）按图1所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 图1 （3）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）把滑动变阻器的滑动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，闭合电键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，记入记录表格内，断开电键S．求出导线电阻R的平均值． （5）将测得R、l、d的值，代人电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率． （6）拆去实验线路．整理好实验器材． 【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测金属导线的两端 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． 【典型例题】 例1 在“测定金属电阻率”的实验中，若被测电阻丝的长度为80.00cm，电阻约为3Ω～4Ω，在下列器材中应选用的是 （写代号）． A．电压表（0～15V）；B．电压表（0～3V）；C．电流表（0～0.6A）；D．电流表（0～3A）；E．滑动变阻器（0～50Ω，2A）； F滑动变阻器（0～500Ω，1A）； G．电源（E＝3V，r＝0.2Ω）；H电源（E＝10V，r＝lΩ）；I．开关；J．导线（若干）． 例2测定金属电阻率的实验中，（1）如图2（a）为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为 m；（2）如图2（b）为用伏安法测金属丝电阻的电路图，其中M为 ， N为 ；若两表示数分别如图2（C）、（d）所示，则被测金属丝的电阻R测＝ ；（ 3）用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是 ．（填“偏小”、“偏大”或“准确”） 图2 例3 在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图3所示，可知该金属丝的直径d=______×10－3m。 图 3 ［典型例题］1. B C E G I J 2. （1）5.9×10－2m （2）电流表 电压表 5Ω （3）偏小 3. 0.900 附1： 游标卡尺的原理与使用 1．工作原理：游标卡尺有三种：10分度、20分度、50分度，是根据游标尺上的总刻线长度区分的。以10分度为例看一下它的刻线原理:如图所示，当主尺和副尺的卡脚时，副尺上的零线对准主尺上的零线的每一小格为1mm，副尺上取mm长度在刻尺上等分为0个格。即： 副尺每格长度＝ 0.9mm 主、副尺每格之差＝1mm－0.9mm=0.mm 20分度的卡尺，游标总长度为19mm，分成20等份，每等份为mm，每格与主尺最小分度差0.05（即）mm；50分度的卡尺，游标总长度为49mm，分成50等份，每等份为mm，每格与主尺最小分度差0.02（即）mm； 卡尺分类 主尺最小刻度（mm） 游标刻度总长(mm) 精确度(mm) 10分度 1 9 0．1 20分度 1 19 0．05 50分度 1 49 0．02 2.读数方法：游标卡尺的读数可分为步： 第一步第