1、第五節(jié)實驗：測定金屬的電阻率一、實驗目的(1)學習使用螺旋測微計和正確的讀數(shù)(2)學習用伏安法測量電阻(3)測定金屬的電阻率。二、實驗原理1 .以毫米為單位測量金屬絲的長度l，用螺旋千分尺測量金屬絲的直徑d，用伏安法測量金屬絲的電阻r，得到R=、=。2 .用伏安法測量電阻，其原理為I=，可以通過測量R=即導體兩端的電壓和通過的電流來計算導體的電阻，測量有電流校正的內法和外法兩種方式。(1)電流校正內外法的比較內接法外接法電路圖誤差因素電流校正分壓u測量=Ux UA電壓校正分流I測量=Ix IV電阻測量值r測量=Rx RARx測定值大于真值r測量=，請選擇電流校正內法(ii )如有，則選擇電流校

2、正外法；(iii )的話，兩種方法都可以3 .螺旋測微計的原理和應用(1)構造：如圖351所示，砧座a和固定刻度b固定在尺框架c上，可動刻度e、旋鈕d、微調旋鈕d 、微螺釘f連接，通過精密螺釘復蓋在b上.圖351(2)測量原理：螺桿千分尺的螺距為0.5 mm，螺栓上的可動刻度為1周50小時，螺栓每旋轉一圈，前進(或后退) 1個螺距0.5 mm。 由于螺栓每旋轉一個單元就前進(或后退)0.01 mm，因此螺桿千分尺的精度為0.01 mm。(3)操作和讀取值：使用螺桿測微計時，將被測量物放置在砧a和微螺桿f之間，使用粗調旋鈕d，微螺桿f接近被測量物時使用微調旋鈕d，發(fā)出咔嗒一聲停止旋轉，用停止旋鈕

3、停止后進行讀取螺旋測微器的讀取值可由螺旋測微器的讀取值=固定尺上的讀取值、可動尺上的讀取值精度表示。 如圖352所示，讀取值為6.5 mm 0.0120.3 mm=6.703 mm。圖352三、實驗器材被測量線、米尺、螺旋千分表、電壓校正、電流校正、直流電源、開關、滑動變阻器和導線有若干種一、實驗程序1 .使用螺旋千分尺在導線的三個不同位置各測量一次并記錄2 .將引線兩端固定在接線柱上并懸掛，以毫米為單位測量接入電路的引線長度l (即有效長度)，反復測量并記錄3次.3 .根據(jù)圖353所示的電路圖，用導線連接器材，使滑動電阻器的電阻值最大圖3534 .檢查電路沒有錯誤后，閉合開關s，改變滑動電阻

4、器的滑動片的位置，讀出對應的電流修正、電壓修正的顯示數(shù)I和u的值。 記入記錄表，關閉開關s .5 .拆下實驗線，整理實驗器材二、數(shù)據(jù)處理1 .根據(jù)記錄結果，計算引線直徑d和長度l的平均值.2 .根據(jù)記錄的I、u的值，計算導線的平均電阻值r。3 .將測定的r、l、d的值代入電阻率修正算式=中，計算金屬線的電阻率。三、誤差分析1 .直徑和長度的測量會引起偶然的誤差，必須采用多次測量取平均值的方法來減小誤差2 .電壓校正、電流校正的讀數(shù)引起了偶然的誤差。 讀取值時，視線與表盤垂直，可以減小誤差3 .測量電路中的電壓校正、電流校正的連接方法給線電阻的測量帶來系統(tǒng)誤差，由于電路采用電流校正外接方法，電阻

5、的測量值小。4 .通過電流過大，時間過長，線發(fā)熱引起的電阻率變大，引起誤差.四、注意事項1 .導線的長度是連接到電路的導線的有效長度(不是導線的全長)2 .由于被測定金屬引線的電阻值小，所以為了減小測定誤差，應該選擇電流校正外接法3 .測量電阻時，電流不可過大，通電時間不可過長4 .為了正確地求出r的平均值，使用UI圖像法求出電阻實驗研究1實驗器材的選擇有的學習組為了測量銅芯電線的電阻率，他們將一段電線剪下，用米尺測量其長度為l，用螺旋測量儀測量其直徑為d，用萬用表測量其電阻值約為2，為了提高測量的精度，該組人員從以下器材中選擇了幾個部件，用電a .學生電源(直流電壓3 V )b .電壓校正V

6、1(范圍為03.0 V，內阻約為2k)c .電壓校正V2(范圍為015.0 V，內阻約為6k)d .電流校正A1(范圍為00.6 A，內阻約為1)e .電流校正A2(范圍為03.0 A，內阻約為0.1 )f .滑動電阻器R1(最大電阻值10、額定電流2.0 A )g .滑動電阻器R2(最大電阻值1k、額定電流0.5 A )h .定值電阻R0(電阻值3)I.1個開關，若干導線(1)為了提高實驗的精度，請為這個實驗小組修改電路圖，畫成方塊(2)實驗時電壓修正選擇_ _ _ _ _ _ _、電流修正選擇_ _ _ _、滑動電阻器選擇_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，(3

7、)某測定時，設電壓顯示數(shù)為u，電流顯示數(shù)為I，則該銅芯電線材料的電阻率的表達式為=_。(1)比較電壓校正的內阻和電流校正的內阻和被測量電阻的大小關系，測量電路必須使用電流校正外接法，折動電阻器可以同時使用分壓式接合法和限流式接合法(限流式接合法如圖所示)。(2)電源的電壓為3.0 V，考慮電壓校正的范圍和精度這2個要素，電壓校正為選擇V1的干擾電路中的電流的最大值Imax=A=0.6 A，電流校正為A1； 考慮到實驗的準確性，由于感應電阻器的電阻值越小越容易調整，所以感應電阻器應該選擇R1由(R=得到：=。參照解析(2)B D F (3)。實驗研究2實驗數(shù)據(jù)處理的考察實驗室購買標稱長度為100

8、 m的銅線束，有的學生想通過實驗測量實際長度，該學生首先測量導線橫截面積為1.0 mm2，銅的電阻率為1.710-8 m，用圖354所示的電路測量銅線的電阻Rx，確定導線的實際長度圖354可以使用的器材如下電流修正：微波爐0.6 A，內阻約0.2 電壓修正：微波爐3 V，內阻約9k折射電阻器R1:最大電阻值5折射電阻器R2:最大電阻值20定值電阻： R0=3 電源：提供6 V的電壓有幾個開關、導線回答以下問題(1)在實驗中，滑動變阻器選擇_ (r 1或R2)，在關閉開關s之前將滑片移動到_ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)在實物圖中，一部分導線連接正確，請按照圖355的甲回路完成剩馀的佗部分的連接圖355(3)在調節(jié)折射電阻器中，當電流校正的讀取值為0.50 A時，電壓指示數(shù)量如圖b所示，并且讀取值為_V。(4)導線的實際長度為_ _ _ _ _ _ _ _ m (留下2位的有效數(shù)字)。(1)根據(jù)1)r=，得到銅線的電阻值約為Rx=1.7 ，即Rx R0=4.7 (