实验一：测定金属的电阻率[学习目标]1.通过观察螺旋测微器的结构，掌握螺旋测微器的原理及读数方法。(科学方法)2.练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。(物理观念)3.用伏安法测定金属的电阻率。(科学探究)一、实验原理和方法1．用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度l，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，由R＝ρ，得ρ＝＝。2．用伏安法测电阻，其原理为I＝，则R＝，即测出导体两端的电压和通过的电流，便可计算出导体的电阻。但在测量中通常有两种方式，即电流表的内接法与外接法。(1)电流表内、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＝＝，应选用电流表内接法；(ⅱ)若<，应选用电流表外接法；(ⅲ)若＝，两种方法均可。3．螺旋测微器的原理及应用(1)结构：如图所示，测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′、测微螺杆F是连在一起的，通过精密螺纹套在B上。(2)测量原理螺旋测微器的螺距是0.5mm，螺栓上可动刻度一周为50格，当螺栓每转一周时，前进(或后退)一个螺距0.5mm。若螺栓每转过1格，前进(或后退)0.01mm，因此螺旋测微器的精确度为0.01mm。(3)操作与读数使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先使用粗调旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D′，听到咔咔声音停止转动，并用止动旋钮止动，然后读数。读数时，在固定刻度尺上读出大于0.5mm的部分，在可动刻度上读出不足0.5mm的部分，读可动刻度示数时还要注意估读一位数字。螺旋测微器的读数可用下式表示：螺旋测微器的读数＝固定尺上的读数＋可动尺上的读数×精确度。如图所示，读数为6.5mm＋0.01×20.3mm＝6.703mm。二、实验器材被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。三、实验步骤1．用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录。2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录。3．依照如图所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大。4．电路经检查无误后，闭合开关S，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，断开开关S。5．拆去实验线路，整理好实验器材。四、数据处理1．根据记录结果，计算出金属丝的直径d和长度l的平均值。2．根据记录的I、U值，计算出金属丝的平均电阻值R。3．将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算出金属丝的电阻率。五、误差分析1．直径和长度的测量造成偶然误差，应采取多次测量取平均值的方法减小误差。2．电压表、电流表读数造成偶然误差。读数时，视线垂直于表盘，可减小误差。3．测量电路中电压表、电流表的接法对金属丝电阻测量造成系统误差，由于电路采用电流表外接法，造成电阻的测量值偏小。4．通过电流过大，时间过长，使金属丝发热导致电阻率变大而引起误差。六、注意事项1．导线的长度是连入电路的导线的有效长度(而不是金属丝的总长度)。2．由于被测金属导线的阻值较小，为了减小测量误差，应选用电流表外接法。3．测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长。4．为准确求出R的平均值，应采用UI图象法求电阻。【例1】现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，其阻值Rx约为0.5Ω，允许通过的最大电流为0.5A。现有如下器材可供选择：电流表A(量程0.6A，内阻约为0.6Ω)电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)待测电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω)标准电阻R0(阻值5Ω)滑动变阻器R1(0～5Ω，2A)滑动变阻器R2(0～200Ω，1.5A)直流电源E(E＝6V，内阻不计)开关S、导线若干(1)如图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是________。ABCD(2)实验中滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2...
