实验：导体电阻率的测量

11.3实验导体电阻率的测量(解析版)11.3 实验导体电阻率的测量（解析版）实验名称：导体电阻率的测量实验目的：通过实验测量导体的电阻率，了解电阻率的概念与测量方法。

实验器材：导线、电源、滑动变阻器、电流表、电压表、导体样品实验原理：导体的电阻率可以通过以下公式计算得出：ρ = (R * A) / L其中，ρ为电阻率，R为电阻，A为导体横截面积，L为导体长度。

实验步骤：1. 准备实验所需器材与导体样品。

2. 搭建电路，将滑动变阻器、电流表和电压表连接于电源和导体样品之间，确保电路连接无误。

3. 通过滑动变阻器调节电流的大小，记录电流值I和电压值V。

4. 更换不同的导体样品，重复步骤3，记录不同导体样品的电流和电压值。

5. 根据测得的电流和电压值，计算出不同样品的电阻率。

6. 分析实验数据，得出结论。

实验数据记录与计算：样品1：电流值I1 = 2A电压值V1 = 5V导体长度L1 = 10cm导体横截面积A1 = 2cm²样品2：电流值I2 = 1A电压值V2 = 3V导体长度L2 = 15cm导体横截面积A2 = 3cm²样品3：电流值I3 = 3A电压值V3 = 8V导体长度L3 = 8cm导体横截面积A3 = 1cm²计算导体电阻率：样品1：R1 = V1 / I1 = 5V / 2A = 2.5Ωρ1 = (R1 * A1) / L1 = (2.5Ω * 2cm²) / 10cm = 0.5Ω·cm样品2：R2 = V2 / I2 = 3V / 1A = 3Ωρ2 = (R2 * A2) / L2 = (3Ω * 3cm²) / 15cm = 0.6Ω·cm样品3：R3 = V3 / I3 = 8V / 3A = 2.67Ωρ3 = (R3 * A3) / L3 = (2.67Ω * 1cm²) / 8cm = 0.3337Ω·cm实验结果与结论：通过实验测得样品1的电阻率为0.5Ω·cm，样品2的电阻率为0.6Ω·cm，样品3的电阻率为0.3337Ω·cm。

2023-2024学年高二上物理：11.3实验：导体电阻率的测量一．选择题（共6小题）1．一位同学在某次利用单摆测重力加速度的实验中测摆球的直径，记录结果为11.75mm，则该同学使用的测量工具可能为．A．10分度的游标卡尺B．20分度的游标卡尺C．50分度的游标卡尺D．螺旋测微器2．下图中，螺旋测微器和游标卡尺的读数分别为（）A．螺旋测微器的读数：5.195mm；游标卡尺的读数是：58.13mmB．螺旋测微器的读数：5.695mm；游标卡尺的读数是：58.65mmC．螺旋测微器的读数：5.195cm；游标卡尺的读数是：58.13cmD．螺旋测微器的读数：5.695cm；游标卡尺的读数是：58.65cmE．螺旋测微器的读数：5.1950mm；游标卡尺的读数是：58.130mm3．在下列测量长度的仪器中能够精确到0.01mm的是（）A．毫米尺度B．10分度游标卡尺C．20分度游标卡尺D．50分度游标卡尺E．螺旋测微器4．杨光同学用螺旋测微器测得该材料的直径如图所示，示数为D＝（）mm（注意第一根半刻度线已经露出）A．0.4200B．1.420C．0.92D．0.9205．下列游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为（）A．1.22cm、6.86mm B．1.220cm、6.860mmC．12.20mm、6.360mm D．12.20cm、6.36cm6．某学习小组的同学们准备测量一段长度约100cm的电阻丝的电阻率，需要先测量电阻丝的长度，下列工具应该选用（）A．程实同学文具盒里边的直尺B．游标卡尺C．螺旋测微器D．实验室的直尺二．实验题（共4小题）7．兴趣小组测量某农庄喷水口的内径D①下列测量图中，测量方式正确的是。

②如图为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径D＝mm.8．用游标卡尺测量某一零件的内径时，应选用图1中的（选填“A”、“B”或“C”）部位来测量。

正确操作后，读取读数前，为防止游标尺滑动，应转动图1中的（选.填“D”、“E”）旋钮。

第3节 实验：导体电阻率的测量【方法突破】 一、游标卡尺 1．测量原理游标卡尺是测量长度的较精密的仪器，它的主要部分由一根主尺和一根游标尺(或称副尺)构成，如图所示。

主尺的最小分度是1 mm ，副尺上有10个等分刻度，它们的总长度等于9 mm ，因此副尺上每一个分度比主尺的最小分度小0.1 mm 。

当副尺的零刻度线与主尺的零刻度线对齐时，副尺上的第一条刻线、第二条刻线……依次与主尺的1 mm 刻线、2 mm 刻线……分别相差0.1 mm 、0.2 mm…，副尺上第十条刻线正好对齐主尺上9 mm 刻度线，这种游标卡尺可以准确到0.1 mm ，其他不同准确度的游标卡尺的原理也是一样的。

见表格2.(1)校零位：使卡脚并拢，查看游标与主尺零刻线是否对齐，否则加以修正。

(2)测量：将待测物放在两测爪之间(注：测一般物长用外测爪，测孔径等物体内部长度时，用内测爪，测深槽或深筒时，用游标后的深度尺窄片)，移动游标，使测爪刚好与物体接触即可读数。

(3)读数：①以游标零刻线位置为准。

在主尺上读取毫米数L。

①看游标上第几条刻线与主尺上的某一刻线对齐，从游标上读出毫米以下的小数为KΔL，式中K为与主尺某刻线对齐的游标第K条刻线，ΔL为游标卡尺的精度。

①得读数为L＋KΔL。

3．注意事项(1)不管是10分度的游标卡尺，还是20分度、50分度的游标卡尺，在读数时均不需估读，读数的精确度要确保不变。

(2)读数时要使视线与尺垂直，避免产生视差。

(3)使用卡尺时应防止撞击，切不可用游标卡尺量度毛坯，以免损伤测脚。

(4)测脚必须紧靠工件，用制动螺丝把游标尺固定后再读数。

【例1】某同学用游标卡尺测量导体的长度，读数如图所示，则该导体的长度是（）A．2.33cm B．2.37cm C．2.30cm D．3.10cm【针对训练1】小明同学在某次使用20分度的游标卡尺时看错了分度，读出来的错误读数为6.18mm，则该尺的主尺刻线上有一条与游标尺某刻线是对齐的，这条刻线的读数为（）A．6.45mm B．15.00mm C．15.27mm D．6.18mm二、螺旋测微器1．测量原理螺旋测微器又叫千分尺，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器，如图所示的是一种常用的螺旋测微器，用它测量长度可以准确到0.01 mm，它的测砧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，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距为0.5 mm，即D每旋转一周，F前进或者后退0.5 mm，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01 mm，这也就是螺旋测微器的精度，即它可以估读到千分位，故也叫做千分尺。

实验十导体电阻率的测量一、实验目的1．熟悉导体电阻率的测量的基本原理。

2．掌握伏安法测电阻的原理及有关问题。

二、实验原理与器材1．实验原理由R ＝ρl S 得ρ＝RS l ＝πd 2R4l ，因此，只要测出金属丝的长度l 、直径d 和金属丝的电阻R ，即可求出金属丝的电阻率ρ。

测量金属丝电阻的电路图如图所示。

2．实验器材被测金属丝，直流电源(4V)，电流表(0～0.6A)，电压表(0～3V)，滑动变阻器(0～50Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。

三、实验步骤与操作1．测量d ：用螺旋测微器在不同位置测量三次，取平均值。

2．连接电路：按伏安法测电阻原理图连接电路。

3．测量l ：用毫米刻度尺测量有效长度l ，测量三个不同部位，取平均值。

4．滑动变阻器：限流式接法，闭合开关前，将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大；分压式接法，闭合开关前，将滑动变阻器并联部分的阻值调为零。

5．测量U 、I ：闭合开关，调节滑动变阻器，利用电压表及电流表读出多组U 、I 数值并记录。

6．整理：断开开关，整理器材。

四、实验数据处理1．计算R x 的两种方法(1)平均值法：用R x ＝UI 分别算出各次的数值，再取平均值。

(2)图像法：作出U -I 图像，利用斜率求出R x ，如图所示。

2．计算电阻率：将记录的数据l、d及R x的值代入电阻率公式ρ＝R x Sl计算ρ。

五、误差分析1．金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差。

2．测量电路中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R＝ρlS知ρ测＜ρ真。

3．通电电流过大、时间过长，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差。

六、注意事项1．本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。

2．测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。

高中物理实验测量电阻率的方法在高中物理实验中，测量电阻率是一个常见且重要的内容。

电阻率用来描述物质阻止电流流动的能力，是物质本身的固有属性。

准确测量电阻率对于理解材料特性以及应用研究具有重要意义。

本文将介绍几种高中物理实验中常见的测量电阻率的方法。

一、细丝电阻器法细丝电阻器法是一种简单而又精确的方法，适用于测量导体的特定部分的电阻率。

具体步骤如下：1. 准备一根长度较长、直径较细的、电阻率已知的细丝。

比如可以使用铜细丝。

2. 将细丝固定好，形成一个平行电路。

可以将细丝缠绕在一个绝缘材料上，以防短路。

3. 测量细丝的长度和直径。

使用显微镜和卡尺等仪器可以精确测量。

例如，假设细丝的长度为L，直径为d。

4. 通过细丝上通过电流I可以获得电压V。

计算电阻率的公式为：ρ = (π * d² * R) / (4 * L * I)，其中R为测量到的电阻值。

5. 根据测量值计算得出物质的电阻率ρ。

细丝电阻器法的优点是使用简单、准确度高。

在实验过程中，需要注意保持细丝电路的平行和固定，以及对长度和直径的测量要准确。

二、悬线法悬线法是常见的测量电阻率的方法之一，适用于测量导体的整体电阻率。

具体步骤如下：1. 准备一个横截面积已知的导线，比如可以使用均匀截面积的铜导线。

2. 将导线固定在两个绝缘材料上，形成一个悬挂状态。

3. 对悬线处注入稳定电流，测量电流值I。

4. 测量悬线两端的电压差V。

5. 计算导线的电阻率ρ，公式为：ρ = (V * A) / (I * L)，其中A为导线的横截面积，L为导线的长度。

悬线法的优点是可以测量导线的整体电阻率，操作相对简便。

在实验时，需要注意保持导线的悬挂和固定状态，并且对电流和电压的测量要准确。

三、桥式测量法桥式测量法是一种较为精密的测量电阻的方法，常用于测量材料样品的电阻率。

具体步骤如下：1. 准备一个电阻桥仪器，其中包括一个未知电阻R_x和一个标准电阻（已知电阻）R_s。

第3节实验：导体电阻率的测量一、游标卡尺和螺旋测微器1.游标卡尺的原理及读数方法(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图所示)(2)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1mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：(4)读数：若用％表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(%+K X精确度)mm.2.螺旋测微器的原理及读数方法(1)构造及原理如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D’是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是0.5mm,即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5mm,可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm.(2)使用方法当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D,将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D,F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D,改用微调旋钮D，,直到听到“喀喀”声.(3)读数方法二=固定刻度示数十可动刻度示数(估读一位)X分度值.注意：①以毫米为单位时，小数点后面要有3位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略.②在读数时注意半毫米刻度线是否已露出.二、金属丝电阻率的测量1.实验原理(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻H(H=3.电路原理图如图所示.(2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面~n d2积S(S=丁).(3)由电阻定律R=%，得=R=攀=喘，求出电阻率.2.实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器.3.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录.(2)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路.(3)电阻丝有效长度的测量：电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺.需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的有效长度l.反复测量多次，得到有效长度的平均值.(4)电阻的测量：按实验电路图连接实物电路.改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过U-1图像求得电阻R.4.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果.(2)图像法：可建立/—U坐标系，将测量的U、/值描点作出图像，利用图像的斜率的倒数来求出电阻值H.5.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法.(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态.(3)测量/时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度，且金属丝伸直);在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用。