第 3 节 实验:测量金属的电阻率(包括长度的测量)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.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法
3.学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属丝的电阻率
二、实验原理由 R=ρ 得 ρ=,因此,只要测出金属丝的长度 l、横截面积 S 和金属丝的电阻 R,即可求出金属丝的电阻率 ρ
测金属电阻的电路图和实物图如图甲、乙所示
三、实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0
6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(0~50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺
部分器材用途电流表、电压表伏安法测电阻螺旋测微器测量金属丝的直径,由于测量直径时带来的误差更明显一些,因此用精确度更高的器材测量毫米刻度尺测量金属丝的有效长度四、实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值 d
(2)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丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值 l
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使其接入电路中的电阻值最大的位置
(5)闭合开关,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
(6)将测得的 Rx、l、d 值,代入公式 R=ρ 和 S=中,计算出金属丝的电阻率
五、数据处理(1)在求 Rx的平均值时可用两种方法① 用 Rx=分别算出各次的数值,再取平均值
② 用 UI 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=
六、误差分析1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一
2 采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值 ,使电阻率的测量值偏小
3.金属丝的长度测量、电流表和电压