2.6 导体的电阻（测定金属的电阻率）10张PPT

测定金属的电阻率
（同时练习使用螺旋测微器）
电阻率的测定原理
把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端
的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据Rx=U/I计算金属丝
的电阻Rx，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器
测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定
律Rx=?l/S，得出计算金属丝电阻率的公式?=RxS/l=?d2U/(4lI)。
1.螺旋测微器的构造原理及读数
二、实验原理
(1) 构造
如图所示是常用的螺旋测微器，它的小
砧A和固定刻度B固定在框架C上。旋钮D、
微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在
一起，通过精密螺纹套在B上。
(2) 原理
测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。
测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)
2.千分尺（如图）
（1）构造：主尺、游标
尺（主尺和游标尺上各有一
个内外测量爪）、游标尺上
还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。
（2）用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。
（3）原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：
3.伏安法测电阻
(1)电流表的内接法和外接法的比较
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=U测/I测=
Rx+RA>Rx
测量值大于真实值 R测=U测/I测
=RxRV/(Rx+RV)测量值小于真实值
适用条件 RA<>Rx
适用于测量 大电阻 小电阻
②试触法
若不知Rx的大约阻值，可采用“试触法”，将电路如图所示
连接，空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a，b接触一下，
观察两表示数变化情况。
(2)两种电路的选择
①定量判定法
若已知待测电阻的大致阻值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则：当Rx/RA>RV/Rx时，选用“内接法”，当Rx/RA a.若电流表示数变化明显，说明电压表分流作用较强，即
Rx阻值较大，应采用“内接法”，S应接b。
b.若电压表示数变化明显，说明电流表分压作用较强，即
Rx阻值较小，应采用“外接法”，S应接a。
四、实验步骤
三、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、导线若干。
3.按图所示的电路连接好器材，注意滑动
变阻器应调在阻值最大的位置，电流表和电压
表选择好适当的量程。
4.闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，
读出几组相应的电流表和电压表的示数I和U的值，记入记录表格内。
5.打开开关S，拆除电路，整理好实验器材。
2.用米尺测量接入电路中的被测金属丝的长度l，测量三次，将测量结果记入表格中。
1. 用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置分别测量金属丝的直径，将测量结果记入表格，求直径的平均值，计算出金属丝的横截面积。
(1)金属丝的长度 =_____cm=______m；
(3)金属丝的电阻 =__________?。
(4)金属丝材料的电阻率?= =_________?·m。
(1)金属丝的长度 =_____cm=______m；
6.数据处理
根据上面记录的数据，完成以下表格内容：
(2)金属丝的横截面积S=________mm2=________m2。
实验次数 长度l/cm 长度平均 /cm 直径d/mm 直径平均 /mm 横截面积S/mm2
1
2
3
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/? /?
1
2
3
实验次数 长度l/cm 长度平均 /cm 直径d/mm 直径平均 /mm 横截面积S/mm2
1
2
3
五、注意事项
1.为了减小金属丝横截面积带来的误差，测量直径时紧密绕制的金属整圈数多一些。
2.测量金属丝的长度应该在接入电路后且在拉直的状态下进行，为减小误差应测量三次取平均值；
3.为了减少由于温度变化而带来的测量误差，实验中注意通电时间不宜过长、电流不宜过大；
4.测量电路采用电流表外接法，调节滑动变阻器阻值时注意同时观察两个电表的示数，尽量使表的指针偏转较大，以减少读数误差，但是注意防止超过量程；
5.为了减小实验误差，测量金属丝的电阻时一般电流I、电压U测量多次，求出对应的电阻后取电阻的平均值，实验中也可以利用U-I图线求电阻；
6.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻最大的位置。
六、误差分析
1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的，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，必然带来系统误差；
3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差；
4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。
考点1 游标卡尺及螺旋测微器的读数
【例1】（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测
微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数
为 mm。
（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20 分
度的卡尺测量摆球的直径，示数如图所示，读数为
cm。
0.617
0.675
【解析】d1=0.5 mm+11.7×0.01 mm=0.617 mm
d2=6 mm+15×0.05 mm=0.675 cm
（1）把握好游标卡尺及螺旋测微器的读数方法。
（2）游标卡尺的读数没有估读，而螺旋测微器可动部分的读数应估读一位。