實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法。(2)掌握螺旋測微器的使用方法和讀數(shù)方法。(3)學(xué)會利用伏安法測電阻，進(jìn)一步測出金屬絲的電阻率。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)三、實(shí)驗(yàn)器材被測金屬絲、螺旋測微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。四、螺旋測微器、游標(biāo)卡尺的使用1．螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)(1)螺旋測微器的構(gòu)造如下圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上。旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B上。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(2)螺旋測微器的原理測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm，即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。(3)讀數(shù)：測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)2．游標(biāo)卡尺(如下圖)(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(2)用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)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1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(4)讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm。刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)五、伏安法測電阻1．電流表的內(nèi)接法和外接法的比較實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)2.兩種電路的選擇(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。(2)臨界值計(jì)算法：Rx＜時，用電流表外接法；Rx＞時，用電流表內(nèi)接法。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(3)實(shí)驗(yàn)試探法：按右圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)六、實(shí)驗(yàn)步驟1．直徑測定用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S＝。2．電路連接按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)3．長度測量用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值l。4．U、I測量把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)5．拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。七、數(shù)據(jù)處理1．在求Rx的平均值時可用兩種方法(1)用Rx＝分別算出各次的數(shù)值，再取平均值。(2)用U-I圖線的斜率求出。2．計(jì)算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值代入電阻率計(jì)算式實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)八、注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法。(2)實(shí)驗(yàn)連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端。(3)測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點(diǎn)之間的長度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測量三次，求其平均值。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(4)測金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個不同部位進(jìn)行測量，求其平均值。(5)閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置。(6)在用伏安法測電阻時，通過待測導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大。(7)求R的平均值時可用兩種方法：第一種是用R＝U/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用圖像(U-I圖線)來求出。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)若采用圖像法，在描點(diǎn)時，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮。九、誤差分析(1)金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一。(2)采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實(shí)值，使電阻率的測量值偏小。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(3)金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差。(4)由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【例1】

在測量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測金屬絲：Rx(阻值約4Ω，額定電流約0.5A)；電壓表：V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表：A1(量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)；

A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω)；電源：E1(電動勢3V，內(nèi)阻不計(jì))；

E2(電動勢12V，內(nèi)阻不計(jì))；實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)滑動變阻器：R(最大阻值約20Ω)；螺旋測微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線。①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________mm。②若滑動變阻器采用限流接法，為使測量盡量精確，電流表應(yīng)選________、電源應(yīng)選________(均填器材代號)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【自主解答】

__________________________________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【解析】

①根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)，注意半刻度線已經(jīng)露出。②待測金屬絲的額定電流約0.5A，用A2時指針偏角太小，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。因電壓表的量程是3V，用E2時有可能燒壞電壓表。因，用電流表的外接法?！敬鸢浮?/p>

①1.773(1.771～1.775均正確)②A1

E1電路圖如圖所示實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【例2】

某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻。(1)分別使用游標(biāo)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(shù)如圖甲和圖乙所示，長度為________cm，直徑為________mm。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(2)按圖丙連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下：①將滑動變阻器R1的阻值置于最________(選填“大”或“小”)處；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0；②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最________(選填“大”或“小”)，將S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時R2阻值為1280Ω；③由此可知，圓柱體的電阻為________Ω?！咀灾鹘獯稹?/p>

____________________________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【解析】

(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為l＝(50＋0.1×1)mm＝50.1mm＝5.01cm。螺旋測微器的讀數(shù)為d＝(5＋31.5×0.01)mm＝5.315mm。(2)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要遵循科學(xué)性原則、安全性原則和準(zhǔn)確性原則。此電路中滑動變阻器是以限流方式接入電路中的，故在①步驟中合上開關(guān)前應(yīng)使其接入電路中的阻值為最大，以保證電路安全。同理②步驟中亦將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【答案】

(1)5.01

5.315

(2)①大②大③1280實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)1．某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數(shù)如圖(a)所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖(b)所示。圖(a)所示讀數(shù)為________mm，圖(b)所示讀數(shù)為______mm，所測金屬板的厚度為______mm。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【解析】

依據(jù)螺旋測微器讀數(shù)的基本原理，0.5毫米以上的值在主尺上讀出，而在螺旋尺上要估讀到千分之一毫米，則圖(a)讀數(shù)為0.010mm，圖(b)讀數(shù)為6.870mm。【答案】

0.010(0.009或0.011也對)

6.870(6.869或6.871也對)

6.860(6.858～6.862)實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)2．(2013·濱州模擬)在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，由ρ＝可知，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是(

)A．導(dǎo)線直徑d的測量B．電壓U的測量C．電流I的測量

D．導(dǎo)線長度的測量【解析】

四個選項(xiàng)中的四個物理量對金屬絲的電阻率均有影響，但影響最大的是直徑d，因?yàn)樵谟?jì)算式中取直徑的平方?！敬鸢浮?/p>

A實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)3．在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作正確的是(

)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(nèi)接法，多次測量后算出平均值D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【解析】

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度，而不是全長；金屬絲的電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使金屬絲與電壓表并聯(lián)，電壓表對它分流作用很小，應(yīng)采用電流表外接法。故A、C錯誤，B、D正確?！敬鸢浮?/p>

BD實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)4．某小組的兩位同學(xué)采用“伏安法”測金屬絲的電阻實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進(jìn)行正確描點(diǎn)后，甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)自己的理解各作出一條圖線，如圖甲、乙所示，根據(jù)你對實(shí)驗(yàn)的理解，你認(rèn)為________同學(xué)的圖線正確，根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為________Ω。(保留兩位有效數(shù)字)【答案】

甲3.8實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)5．為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：(

)實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測微安表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時________的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的________，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值?！窘馕觥?/p>

本題方法為替代法。當(dāng)S接1與接2時通過電路的電流I相同，可知待測微安表頭的內(nèi)阻與RN的電阻相同?！敬鸢浮?/p>

(1)R0標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)(2)RN標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I

(3)平均值實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)6．現(xiàn)要測量一待測電阻的阻值，所用器材如下：標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程250mA，內(nèi)阻r1＝5Ω)；電流表A2(量程300mA，內(nèi)阻r2約為5Ω)；待測電阻R1(阻值約為100Ω)；滑動變阻器R2(最大阻值10Ω)；電源E(電動勢約為6V，內(nèi)阻r約為1Ω)；單刀單擲開關(guān)，導(dǎo)線若干。(1)要求方法簡捷，并能測量多組數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明每個器材的代號。(2)實(shí)驗(yàn)中，需要直接測量的物理量有________，用測得的量表示待測電阻R1的阻值R1＝________。實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)【解析】

(1)由于A1的內(nèi)阻已知，可當(dāng)做電壓表來用；又給了另一個電流表A2，可結(jié)合兩電流表示數(shù)之差，利用歐姆定律測R1的阻值；題目要求測多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)接成分壓式；電路圖如圖所示：(2)實(shí)驗(yàn)中，測出兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2之后，則(I2－I1)R1＝I1r1，所以R1＝?！敬鸢浮?/p>

(1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖見解析圖(2)兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2

r1實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)7．(2013·北京理綜)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)實(shí)驗(yàn)七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)為減小測量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中