實驗十二測定金屬的電阻率基礎知識梳理【實驗目的】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和讀數方法；3．會用伏安法測電阻，進一步測定金屬的電阻率．【實驗原理】基礎知識梳理1．螺旋測微器圖10－4－1基礎知識梳理圖10－4－1(1)構造：如圖10－4－1所示是常用的螺旋測微器．它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上．旋鈕K、微調旋鈕K′和可動刻度H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上．基礎知識梳理(2)原理：測微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕K每旋轉一周，P前進或后退0.5mm，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉動一小格，P前進或后退0.01mm.即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺．基礎知識梳理(3)讀數：測量時被測物體長度的整數毫米數由固定刻度讀出，小數部分由可動刻度讀出．測量值(毫米)＝固定刻度數(毫米)(注意半毫米刻線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(毫米)基礎知識梳理如圖10－4－2所示，固定刻度示數為2.0mm，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數為15.0，最后的讀數為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.基礎知識梳理應用指南：使用螺旋測微器讀數時，以毫米為單位，有三位小數．圖10－4－2基礎知識梳理2．伏安法測電阻(1)原理：R＝，用電壓表測定電阻兩端的電壓U，用電流表測定流過電阻的電流I.(2)電流表的內接法和外接法的比較基礎知識梳理基礎知識梳理基礎知識梳理(3)兩種電路的選擇①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓值、電流表內阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內接法．簡單概括為“大內偏大，小外偏小”．②臨界值計算法：基礎知識梳理圖10－4－3基礎知識梳理③實驗試探法：按圖10－4－3接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數有較大的變化，而電流表的示數變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數有較大的變化，而電壓表的示數變化不大，則可采用電流表內接法．基礎知識梳理基礎知識梳理3．測電阻率的原理把金屬絲接入圖10－4－4所示的電路中，用電壓表測金屬絲兩端的電壓，用電流絲的電阻Rx，然后用米尺測量金屬絲的有效長度l，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，計算出金屬絲的橫截面積S；根據電阻定律Rx＝ρl/S，得出計算金屬絲電阻率的公式ρ＝基礎知識梳理【實驗器材】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、導線若干．【實驗步驟】1．用螺旋測微器在被測金屬絲的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值．2．按圖10－4－5所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路．基礎知識梳理圖10－4－5基礎知識梳理3．用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，反復測量3次，求出其平均值l.4．把滑動變阻器的滑片調節到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經檢查確認無誤后，閉合電鍵S，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值，填入記錄表格內，斷開電鍵S，求出導線電阻Rx的平均值．5．整理儀器．核心要點突破一、數據處理1．在求Rx的平均值時可用兩種方法(2)第二種是用U－I圖線的斜率求出．2．計算電阻率：將記錄的數據Rx、l、d核心要點突破二、誤差分析1．金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差．2．測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響，因為電流表外接，所以R測<R真，核心要點突破3．通電電流過大，時間過長，致使電阻絲發熱，電阻率隨之變化帶來誤差．三、注意事項1．為了方便，測量直徑應在導線連入電路前進行，為了準確測量金屬絲的長度，應該在連入電路之后在拉直的情況下進行．核心要點突破2．本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，故須采用電流表外接法．3．電鍵S閉合前，滑動變阻器的阻值要調至最大．4．電流不宜太大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜太長，以免金屬絲溫度升高，導致電阻率在實驗過程中變大．核心要點突破四、儀器選擇的三個原則1．安全性原則：通過電源、電阻、電流表、電壓表等的電流不能超過其允許的額定電流．2．誤差性原則：選用電表應考慮盡可能達到電表量程．核心要點突破3．便于操作原則：選擇滑動變阻器時應使對外供電電壓的變化范圍既要滿足實驗要求，又要便于調節，滑動變阻器調節時應使其滑動范圍較大．(2009年高考遼寧、寧夏理綜卷)某同學用游標卡尺測量一圓柱體的長度l，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑d，示數如圖．由圖10－4－6可讀出l＝________cm，d＝________mm.高頻考點例析題型一游標卡尺、千分尺的讀數例1高頻考點例析圖10－4－6高頻考點例析【解析】游標卡尺是10分度的，可精確到0.1mm，其中主尺讀數為2.2cm，游標尺讀數5×0.01cm＝0.05cm.螺旋測微器固定刻度讀數6.5mm，可動刻度讀數0.360mm，d＝6.860mm.【答案】

2.25

6.860高頻考點例析【易誤警示】千分尺必須估讀，在高中段不要求對游標卡尺估讀．高頻考點例析題型二對實驗的綜合考查例2在“測定金屬導體的電阻率”的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω.實驗室備有下列實驗器材：A．電壓表V1(量程0～3V，內阻約為15kΩ)B．電壓表V2(量程0～15V，內阻約為75kΩ)高頻考點例析C．電流表A1(量程0～3A，內阻約為0.2Ω)D．電流表A2(量程0～0.6A，內阻約為11Ω)E．變阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．電池組E(電動勢為3V，內阻約為0.3Ω)H．開關S，導線若干高頻考點例析(1)為提高實驗精確度，減小實驗誤差，應選用的實驗器材有________．(2)為減小實驗誤差，應選用圖10－4－7中________(填“甲”或“乙”)為該實驗的電路原理圖，并按照所選擇的電路原理圖把實物圖10－4－8用導線連接起來．高頻考點例析圖10－4－7高頻考點例析圖10－4－8高頻考點例析(3)若用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩電表的示數如圖10－4－9所示，則金屬絲的直徑為__________mm，電阻值為__________Ω.高頻考點例析圖10－4－9高頻考點例析【解析】

(1)由于電源的電動勢為3V，所以電壓表應選A，被測電阻約為5Ω，電流表應選D，根據變阻器允許通過的最大電流可知，變阻器應選E，還要選用電池和開關，導線若干．故應選用的實驗器材有ADEGH.【思路點撥】掌握本實驗的原理和方法．高頻考點例析應