测定金属电阻率.
阻器是采用限流式还是分压式,可根据实验所提供的器材及要求而灵活选取.若无特别要求,
一般可用限流式。
实验考点
通过本实验考查刻度尺和螺旋测微器的读数;伏安法测电阻(注意电流表的内、外接和滑动变 阻器的限流、分压接法);电阻定律。
经典考题
1在“测定金属电阻率”的实验中,用千分尺测量金属丝的直径,禾U用伏安法测量金属丝的
电阻。千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图所示,则金属丝的直径是,电流表
读数是,电压表读数是,金属丝的电阻值是
2、在测定金属的电阻率的实验中,待测金属导线的长约0.8m,直径小于1mm电阻在5Q左
右。实验主要步骤如下:
⑴用测量金属导线的长度I,测3次,求出平均值;
⑵在金属导线的3个不同位置上用测量直径d,求出平均值;
值为0~10Q的滑动变阻器调到最大阻值时,电路中的电流仍超过所选电流表的量程,所以滑 动变阻器只能选(H .另外,(I)和(J)则是必选的。
评注:选用实验器件一般应根据实验原理,遵循“可行”“精确”和“方便”的 原则。
“可行”是指选用的实验器件要能保证实验的正常进行.比如,线路中的限流电
阻必须满足要求,确保电流不能超过允许值;通过电流表的电流或加在电压表上的电压均不能 超过它们的量程;通过电源、滑动变阻器的电流不能超过额定值。所有的器件都必须符合实验 要求。
“方便”是指选用的实验器件要便于操作.比如,对于那种高阻值滑动变阻器,
尽管其额定电流值满足要求,但如果在实验中实际使用时只用到其中很少一部分线圈,不便于 保持,就不宜选用。
电阻率
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平 方毫米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。
国际单位制中,电阻率的单位是欧姆?米,常用单位是欧姆?平方毫米/米。
电阻率P不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内,几 乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即p=po(1+at)。式中t是摄氏温度,po是0C
时的电阻率,a是电阻率温度系数。
由于电阻率随温度改变而改变,所以对于某些电器的电阻,必须说明它们所处的物理状 态。如一个220V100W电灯灯丝的电阻,通电时是484欧姆,未通电时只有40欧姆左右。
测定金属的电阻率
实验目的
学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。
实验原理
用刻度尺测一段金属导线的长度,用螺旋测微器测导线的直径,用伏安法测导线
的电阻,根据电阻定律,金属的电阻率。
实验器材
被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电源、电键、滑动变 阻器、导线若干。
实验步骤
1.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,求出其平均值d;
5.将测得R、L、d的值,代入电阻率计算公式中,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。
实验结论
P
根据电阻定律,得金属的电阻率,所以只要先用伏安法测出金属丝
电阻,用刻度尺测金属丝长度,用螺旋测微器测金属丝直径,然后代入公式即可。在测电阻 时,如果是小电阻,则电流表用外接法;反之,如果电阻较大,则电流表用内接法。由于金属 丝电阻一般较小(相对于电压表内阻来说),故做本实验时应采用电流表外接法.至于滑动变
现采用图所示电路进行测定,请按实验需要,选出适当的器材
答案
1、答案:1.415mm0. 42A7. 0V16.7
2、解:⑴米尺;⑵螺旋测微器;⑶测量部分用安培表外接法,因为被测电阻远小 于电压表内阻;滑动变阻器本实验中用限流电路或分压电路都可以,(图略);电阻率可推
得: 」 。
3、 分析:应选(A)(C)(E)(H)(I)(J).
⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电路图,并把右图
中所给的器材连接成测量电路。电流表要求用0-0.6A量程,内阻约1Q;电压表要求用0-3V
量程,内阻约几kQ;电源电动势为6V;滑动变阻器最大阻值20Q。在闭合电键前,滑动变 阻器的滑动触点应处于正确位置。根据以上测量值,得到该种金属电阻率的表达式为
R= pl
由于电源只有一个,(A)必选.由 -算出镍铬丝的电阻约为526Q,先不
1=—Ab0. C2SA= 2SmA考虑电流表、滑动变阻器的阻值,估算出电路中的最大电流,
可知电流表应选(C,只要控制电路中的电流不超过20mA就行.由于电源电动势才15V,考
虑到滑动变阻器等器件的分压,镍铬丝上的电压可被控制在12V内,电压表选(巳.由于阻
P=。
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3、为了测定一根长20.00cm、直径为0.220mm的镍铬丝的电阻率(电阻率约为
-’八丄),提供下列器材:
(A)电动势为15V的直流电源一只;(B)量程为0~200卩A、内阻约为3.7kQ的电流表一只;(0量程为0~20mA内阻约为40Q的电流表一只;(D)量程为0~2A、内阻 约为0.4Q的电流表一只;(E)量程为0~12V、内阻约为40kQ的电压表一只;(F)量程为0~15V、内阻约50kQ的电压表一只;(G)阻值为0~10Q、额定电流为1A的滑动变阻器一 只;(H)阻值为0~1kQ、额定电流为0.1A的滑动变阻器一只;(I)开关一个;(J)导线 若干.
2.按图所示的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.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入认无误后,闭合电键K。改变 滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表 的示数I和U的值,记入记录表格内,断开电键求出导线电阻R的平均值;
“精确”是指选用的实验器件要考虑尽可能减小实验误差.比如,如果实验原理
不考虑电源和电流表的内阻及电压表的分流作用,就必须选用内阻小的电源和电流表及内阻大 的电压表;电流表、电压表在使用时,要用尽可能使指针接近满刻度的量程,因为这样可以减 小读数的误差,使用欧姆表时宜选用指针尽可能指在中间刻度附近的倍率挡位,因为高阻值区 的刻度较密,电阻值不易读准,误差大,而接近零欧姆处虽然刻度较稀,读数误差小,但乘上 相应的大倍率,误差同样会变大。