1、电学实验（电学实验（二二）测量金属丝的电阻率测量金属丝的电阻率1.实验原理实验原理【实验目的实验目的】测定测定一小段金属丝的电阻率一小段金属丝的电阻率内阻约为几欧！内阻约为几欧！【实验原理实验原理】SLRLSR2)2(dSLdR42IUR ILdU42如何测阻值？如何测阻值？如何测长度？如何测长度？如何测截面积？如何测截面积？伏安法伏安法毫米刻度尺毫米刻度尺螺旋测微器螺旋测微器外接法外接法作图法作图法2.螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用千分尺千分尺读数：固定刻度（读数：固定刻度（0.0）+可动刻度可动刻度估读估读（0.0）X0.01 =（0.000mm）可动刻度转一圈可动刻度转一圈50刻刻度，
2、固定刻度进退半刻度，固定刻度进退半刻度度度度0.5mm2.螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用千分尺千分尺用螺旋测微器(千分尺)测小球直径时，示数如图所示这时读出的数值是_，单位是_8.469mm3.实验仪器实验仪器实验器材实验器材:被测金属导线，直流电源（被测金属导线，直流电源（4V）, 电流表电流表 (0-0.6A)，电，电压表（压表（0-3V），滑动变阻器（），滑动变阻器（50）,电键，导线若干电键，导线若干，螺旋测微器，螺旋测微器，毫米刻度尺，毫米刻度尺。 4.实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤:1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同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
3、位置各测一次直径,求出其平均值求出其平均值d,计算出导线计算出导线的横截面积的横截面积S.2按如图所示的原理电路图连接按如图所示的原理电路图连接好用好用伏安法伏安法测电阻的实验电路。测电阻的实验电路。3用毫米刻度尺测量接用毫米刻度尺测量接入电路中的被入电路中的被测金属测金属导导线的有效长度线的有效长度l, 反复测量反复测量3次次,求出其平均值。求出其平均值。4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中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的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后电路经检查确认无误后, 闭闭合电键合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置。改变滑动变阻器滑动片的位置, 读
4、出读出几组相应的电流表、电压表的示数几组相应的电流表、电压表的示数I和和U的值，的值，断开电键断开电键S，求出导线电阻，求出导线电阻R的平均值。的平均值。LIUd425.将测得的将测得的R、l、d值值,代入电阻率计算代入电阻率计算公式中公式中，计算出金属导线的电阻率。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。拆去实验线路，整理好实验器材。5.注意事项注意事项1.测量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，
5、测量时应将导线拉直。长度，测量时应将导线拉直。2.本本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。用电流表外接法。3.实验实验连线时连线时,应先从电源的正极出发应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流依次将电源、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），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。然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。4.闭合闭合电键电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最
6、大的位置。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在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过的值不宜过大（电流表用大（电流表用00.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导量程），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。线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。练习练习1有一个电阻有一个电阻Rx，其阻值大约在，其阻值大约在40 50 之间，现要进一步准确之间，现要进一步准确地测量其电阻，需测量多组数据，手边现有器材如下：地测量其电阻，需测量多组数据，手边现有器材如下：电源电源E(电动势电动势12 V，内阻为，内阻为
7、0.5 )；电压表电压表(0315 V，内阻约为，内阻约为10 k)；电流表电流表(00.63 A，内阻约为，内阻约为1 )；滑动变阻器滑动变阻器R1(阻值阻值010 ，额定电流，额定电流2 A)；滑动变阻器滑动变阻器R2(阻值阻值01 750 ，额定电流，额定电流0.3 A)；开关开关S和导线若干和导线若干(1)电压表的量程应选电压表的量程应选_，电流表电流表的量程应选的量程应选_，滑动滑动变阻器应选用变阻器应选用_(2)画出电路图画出电路图答案：(1)015 V00.6 AR1若电源为若电源为4V，电压表，电压表选什么量程？选什么量程？练习练习2有有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方
8、内圆，一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方内圆，如图所示此金属材料重约如图所示此金属材料重约12N，长约为，长约为30cm，电阻，电阻约为约为10已知这种金属的电阻率为已知这种金属的电阻率为，密度为，密度为0因管因管线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量其内径其内径d，现有如下器材可选：，现有如下器材可选：A毫米刻度尺毫米刻度尺 B螺旋测微器螺旋测微器C电流表（电流表（600mA 1.0）D电流表（电流表（3A 0.1）E电压表（电压表（3V 6k） F滑动变阻器（滑动变阻器（2k 0.5A）G滑动变阻器（滑动变阻器（10 2A）H
9、蓄电池（蓄电池（6V 0.05）I开关一个，带夹子的导线若干开关一个，带夹子的导线若干（1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有）除待测金属材料外，应选用的实验器材有 （只填代号字母）（只填代号字母） A、B、C、E、G、H、I练习练习2（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路实际测量电路（3）用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属）用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属管线内径管线内径d的表达式的表达式AVVA（2）解：）解：AVRR0P UU-Il aUU-Il ad2224练习练习3实验室中有以下实验器材
10、：实验室中有以下实验器材：A A金属丝金属丝( (L L) )，长度为，长度为L L0 0，直径为，直径为D DB B电流表电流表(A(A1 1) )，量程，量程10 mA10 mA，内阻，内阻r r1 140 40 C C电流表电流表(A(A2 2) )，量程，量程500 500 AA，内阻，内阻r r2 2750 750 D D电压表电压表(V)(V)，量程，量程10 V10 V，内阻，内阻10 10 kkE E电阻电阻( (R R1 1) )，阻值为，阻值为100 100 ，起保护作用，起保护作用F F滑动变阻器滑动变阻器( (R R2 2) )，总阻值约，总阻值约20 20 G G电池
11、电池( (E E) )，电动势，电动势1.5 V1.5 V，内阻很小，内阻很小H H开关开关( (S) IS) I导线若干导线若干从提供的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量从提供的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属金属丝的电阻率丝的电阻率”要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据到多组数据练习练习3(1)(1)在方框中画出你所设在方框中画出你所设计的实验电路图，并标计的实验电路图，并标明所用器材的代号明所用器材的代号(2)(2)若选测量数据中的一组数据计算电阻率若选测量数据中的一组数据计算电阻率，则所用的表达式，则所用的表达式_，式中各符号的意义是，式中各符号的意义是_
