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实验(7) 测定金属的电阻率
知识梳理
一、实验目的
(1)学会用伏安法测电阻,测定金属丝的电阻率.
(2)练习使用螺旋测微器,会使用常用的电学仪器.
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、电键、滑动变阻器、导线等.
三、实验原理
欧姆定律和电阻定律,用毫米刻度尺测一段金属丝的长度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 ,所以金属丝的电阻率
四、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.
(2)依照电路图(图7-3-1)用导线将器材连好,将滑动变阻器的阻值调至最大.
图7-3-1
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度,即有效长度,反复测量3次,求出其平均值l.
(4)电路经检查确认无误后,闭合电键S,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流值和电压值,记入记录表格内;断开电键S,求出导线电阻R的平均值.
(5)将测得的R、l、d值代入电阻率计算公式 ,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.
五、注意事项
1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须用电流表外接法.
2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、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.
3.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两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的部分待测导线长度,测量时应将导线拉直.
4.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量.
5.闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.
6.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用0~0.6 A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.
7.求R的平均值可用两种方法:第一种是用R=U/I算出各次的测量值,再取平均值;第二种方法是用图象法(U-I图线)来求出.若采用图象法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑.
六、误差分析
1.金属丝直径、长度测量带来误差.
2.电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外接,所以R测<R真,由 知
ρ测<ρ真.
3.通电电流过大、时间过长,致使电阻丝发热,电阻率随之变化带来误差.
重难探究
考点一 测量电路
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