【物理】2020届一轮复习人教版实验：测定金属的电阻率学案 24页

第3讲　实验：测定金属的电阻率 一、实验目的 ‎1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。‎ ‎2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法。‎ ‎3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。‎ 二、实验原理 ‎1．螺旋测微器 ‎(1)构造：如图甲，S为固定刻度，H为可动刻度。‎ ‎(2)原理 可动刻度H上的刻度为50等分，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。‎ ‎(3)读数 ‎①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。‎ ‎②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)‎ ‎③如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，可动刻度上的读数为15.5，最后的读数为：2.0 mm＋15.5×0.01 mm＝2.155 mm。‎ ‎2．游标卡尺 ‎(1)构造(如图所示)：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。‎ ‎(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。‎ ‎(3)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。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：‎ 刻度 格数/格 刻度总长度 每小格与 ‎1 mm的差值 精确度(可 准确到)‎ ‎10‎ ‎9 mm ‎0.1 mm ‎0.1 mm ‎20‎ ‎19 mm ‎0.05 mm ‎0.05 mm ‎50‎ ‎49 mm ‎0.02 mm ‎0.02 mm ‎(4)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×精确度)mm。‎ ‎3．伏安法测电阻 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＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻 测量值 R测＝＝Rx＋RA＞Rx，测量值大于真实值 R测＝＝＜Rx，测量值小于真实值 ‎4.电阻率的测定原理：把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝的电流，根据Rx＝计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx＝ρ，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝＝。‎ 三、实验步骤 ‎1．用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值。‎ ‎2．按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．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，填入记录表格内，断开开关S，求出导线电阻Rx的平均值。‎ ‎5．整理仪器。‎ 四、数据处理 ‎1．在求Rx的平均值时可用两种方法 ‎(1)第一种是用Rx＝算出各次的数值，再取平均值。‎ ‎(2)第二种是用U－I图线的斜率求出。‎ ‎2．计算电阻率：将记录的数据Rx、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝Rx＝。‎ 五、误差分析 ‎1．金属丝直径、长度的测量带来误差。‎ ‎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