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1实验“测定金属电阻率”的方法、步骤和技巧山东省沂源一中（256100）任会常材料的电阻率是材料的一种电学特性。
由电阻定律公式 R =ρL /S 知，电阻率ρ=RS/L 。
因此，要测定金属的电阻率，只须选择这种金属材料制成的导线，用刻度尺测出金属导线连入电路部分的长度L ，用螺旋测微器测出金属导线的直径d ，用“伏安法”测出金属导线的电阻R ，即可求得金属的电阻率ρ。
一、实验方法1、实验器材①金属丝 ②螺旋测微器（千分尺）③刻度尺 ④电流表 ⑤电压表 ⑥学生电源 ⑦滑动变阻器 ⑧单刀开关 ⑨导线若干。
【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300W 电炉丝经细心理直后代用，直径0.4mm 左右，电阻5~10Ω之间为宜，在此前提下，电源若选3V 直流电源，安培表应选0~0.6A 量程，伏特表应选0~3V 档，滑动变阻器选0~20Ω。
2．实验方法（1）金属丝横截面积的测定：在金属丝上选择没有形变的点，用螺旋测微器在不同的方位上测金属丝的直径三次。
【点拨】测金属丝的直径时，每测一次转45°，如果金属丝上有漆，则要用火烧去漆，轻轻抹去灰后再测量。
切忌把金属丝放在高温炉中长时间的烧，也不要用小刀刮漆，以避免丝径变小或不均匀）。
求出该点的金属丝直径d ，在不同的点再测出金属丝的直径，求得金属丝直径的平均值后，计算出金属丝的横截面积。
（2）用刻度尺测出金属丝的长度。
（3）金属丝电阻的测定：按图1连接电路。
金属丝R 一定从它的端点接入电路。
滑动变阻器R 0先调至阻值最大的位置，闭合开关，根据电阻丝的额定电流和电流表、电压表的指针位置，适当调节变阻器的阻值大小，使电流表和电压表指针在刻度盘的1/3－2/3的区间。
改变电压几次，读出几组U 、I 值，由欧姆定律R ＝U /I 算出金属丝的电阻R ，再由公式ρ=RS/L 求得金属的电阻率。
二、实验步骤1．用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D ，求出其横截面积S =πD 2/4.2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次，求出平均值L 。
那用刻度尺直接测量金属丝的直径行不行呢？那误差太大了，一般我们不这样做。
今天我们来介绍两种能直接测量金属丝直径的测量工具环节二：游标卡尺1.游标卡尺的结构如图所示，学生使用的游标卡尺是由主尺、游标尺、深度尺、外测量爪、内测量爪、尺身、紧固螺钉等组成。
请同学们仔细观察游标卡尺的结构思考：【问题1】游标尺的零刻度线与主尺零刻度线对齐时，内测量爪、外测量爪和深度尺处于什么位置。
【老师】不难发现，游标尺的零刻度线与主尺零刻度线对齐时，内、外测量爪并拢，处于一条直线上，深度尺与主尺的端面对齐。
【问题2】向右移动游标尺，观察内测量爪、外测量爪和深度尺移动的距离满足什么关系？【老师】游标尺的内测量爪、外测量爪、深度尺与游标尺是连在一起的同步移动的，游标尺的零刻度线向右移动多少距离，各量爪之间就分开多少距离。
游标尺上的零刻度线就像在主尺上移动的“指针”一样，指示各量爪张开的距离。
2.游标卡尺的原理【学生】请同学们观察游标卡尺的主尺和游标尺，思考如下问题：（1）主尺的最小分度是多少？（2）游标尺刻度的总长是多少？最小分度是多少？（3）游标尺与主尺上的最小分度相差多少？【老师】根据上述思考问题，我们一起来分析游标卡尺的原理，游标卡尺的主尺是毫米刻度尺，分度值为1mm，当游标尺的零刻度线与主尺的零刻度线对齐时，游标尺的最后一根刻度线与主尺的9mm 对齐，也就是说游标尺总长为9mm，游标尺一共有10个小格，则游标尺最小分度为0.9mm，与主尺上的最小分度相差0.1mm。
此时，游标尺与主尺的第一条刻度线相差0.1mm，第二条刻度线相差0.2mm。
同样，移动游标尺，当游标尺向右移动0.1mm时，它的第一条刻度线恰好与主尺的1mm刻度线对齐；PPT11 当游标尺向右移动0.2mm时，它的第二条刻度线恰好与主尺的2mm刻度线对齐PPT12 当游标尺向右移动0.5mm时，它的第五条刻度线恰好与主尺的5mm刻度线对齐。
由此可知，游标尺向右移动不足1mm的距离，虽不能直接从主尺读出，但可以由游标尺的某一根刻度线与主尺刻度线对齐从而准确推算出来。
实验七测定金属的电阻率实验目的1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法．2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法．3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．实验原理1．游标卡尺(如图7－3－1)图7－3－1(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外侧量爪)、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的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：刻度格数(分度) 刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm(4)读数：若用x(x＋K×精确度)mm.2.螺旋测微器(1)构造：如图7－3－2，S为固定刻度，H为可动刻度．(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.图7－3－2(3)读数：①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)图7－3－3③如图7－3－3所示，固定刻度示数为2.0 mm ，不足半毫米，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为： 2．0 mm ＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm. 3．电阻率的测定原理把金属丝接入如图7－3－4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＝UI计算金属丝的电阻Rx ，然后用毫米刻度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 ＝ρlS，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝RxS l ＝πd2U4lI.图7－3－44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 <Rx测量值小于真实值适用条件RA ≪Rx RV ≫Rx适用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干．注意事项1．测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行．2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法．3．开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大．4．电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长．5．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、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端．实验仪器的读数和实验原理(2012·山东高考)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)；电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；E2(电动势12 V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图7－3－5所示，读数为________mm.图7－3－5(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．【解析】(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm＋27.3×0.01 mm＝1.773 mm.(2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，则电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测电阻丝的额定电流为0.5 A，所以电流表选A1，电源选E1即可．电路原理如图所示．【答案】(1)1.773(1.771～1.775均正确) (2)A1 E1电路图见解析电学仪器的选择和电路的设计(1)选择电流表时，既要考虑量程，又要考虑测量结果的准确性．(2)测量Rx时，要判断是采用电流表“外接法”还是“内接法”，本题中Rx较小，故采用“外接法”．(3)实验数据的分析与处理(2013·广东高考)图7－3－6(a)是测量电阻Rx的原理图．学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.(a)(b)(c)图7－3－6(1)根据原理图连接图(b)的实物图．(2)断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0 V时，单位长度电阻丝的电压u＝________V/cm.记录此时电流表A1的示数．(3)保持S1闭合，合上S2；滑动c 点改变ac 的长度L ，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L 和A2的示数I.测量6组L 和I 值，测量数据已在图(c)中标出，写出Rx 与L 、I 、u 的关系式Rx ＝________；根据图(c)用作图法算出Rx ＝________Ω.【解析】 (1)根据原理图，实物连接如图(a)所示．(a)(2)由于电阻丝均匀，故单位长度电阻丝的电压u ＝3.030.0V/cm ＝0.1 V/cm.(3)调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同，即通过电阻丝ac 段的电流恒定，则Rx 两端的电压与电阻丝的长度成正比，即U ＝uL ，根据欧姆定律得Rx 的表达式Rx ＝U I ＝uLI.LI 图象如图(b)所示．根据L ＝Rx u I 知图象的斜率k ＝Rxu.由图象知，斜率为k ＝60 cm/A ，故Rx ＝ku ＝6 Ω.(b)【答案】 (1)如图(a)所示 (2)0.1 (3)uLI6(1)解答此题要明确伏安法测电阻的基本原理．电路的创新设计应依据基本原理进行分析． (2)连结实物图要依据电路图，按一定的顺序进行连结． (3)应用图象分析实验数据，要弄清图象斜率的物理意义．A 组 双基题组1．(2013·洛阳一中质检)在“测金属的电阻率”的实验中，分别用游标卡尺和螺旋测微器测出，用金属材料制成的一段圆柱体的长度和横截面的直径，如图7－3－7所示．则该圆柱体的长度为____________ mm ，横截面的直径为__________mm.图7－3－7【解析】 根据游标卡尺读数规则，该圆柱体的长度为49 mm ＋3×0.05 mm＝49.15 mm ，根据螺旋测微器读数规则，圆柱体横截面的直径为4.5 mm ＋20.2×0.01 mm＝4.702 mm. 【答案】 49.15 4.7022．某同学做“测定金属电阻率”的实验．(1)需要通过实验直接测量的物理量有：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出名称和符号)．(2)这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图7－3－8所示．由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为________Ω.图7－3－8【解析】 (1)由R ＝ρl S 、R ＝U I 得ρ＝Ud2π4Il .需要直接测量的物理量有U 、I 、l 、d.(2)电压表读数是2.40 V ，电流表读数是0.46 A ，电阻R ＝U I ＝2.400.46 Ω≈5.22 Ω.【答案】 (1)加在金属丝两端的电压U ，通过金属丝的电流I ，金属丝的长度l ，金属丝的直径d (2)5.223．(2014·广东汕头质检)在“测定金属的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地完成实验：①除电源(电动势为4 V ，内阻很小)、电压表V(量程3 V ，内阻约3 kΩ)，待测电阻丝(约3 Ω)、导线、开关外，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(选填下列器材的字母符号)．A ．电流表A1(量程600 mA ，内阻约1 Ω) 电流表A2(量程3 A ，内阻约0.02 Ω)B ．滑动变阻器R1(总阻值10 Ω)滑动变阻器R2(总阻值100 Ω)②若用如图7－3－9所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的________点相连(选填“a”或“b”)．若某次测量中，金属丝的长度为L ，直径为D ，电压表和电流表读数分别为U 和I ，请用上述直接测量的物理量(D 、L 、U 、I)写出电阻率ρ的计算式：ρ＝________.图7－3－9【解析】 ①为了读数精确，操作方便，电流表应选A1，滑动变阻器应选R1 ②由于待测电阻很小，故电压表左端应接b 点．使电流表外接． 由R ＝U/I ，R ＝ρL/S，S ＝πD2/4，联立解得ρ＝πUD24IL .【答案】 ①A1、R1 ②bπUD24ILB 组 高考题组 4．(2013·安徽高考)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图7－3－10所示，校零时的读数为________mm ，合金丝的直径为________mm.图7－3－10(2)为了精确测量合金丝的电阻Rx ，设计出如图7－3－11甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图7－3－11乙中的实物电路连接．甲乙图7－3－11【解析】(1)按照螺旋测微器的读数原则得，校零时的读数为0.007 mm，合金丝的直径为0.656 mm－0.007 mm＝0.649 mm(在0.647 mm～0.651 mm都算正确)．(2)连线如图所示．【答案】(1)0.007 0.649(在0.647 mm～0.651 mm都算正确) (2)见解析5．(2012·广东高考)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图7－3－12(a)和图7－3－12(b)所示，长度为________cm，直径为________mm.图7－3－12(2)按图7－3－12(c)连接电路后，实验操作如下．(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数乍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω.(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.【解析】(1)长度l＝5.0 cm＋1×110 mm＝5.01 cm；直径d＝5 mm＋31.5×0.550mm＝5.315mm.(2)(a)为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程，应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处．(b)为使电路中电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大．(3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图a所示．a b当S2拨向2时，其等效电路图如图b所示．由闭合电路欧姆定律知I＝ER1＋R＋r，当I相同均为I0时，R2＝R圆柱体，所以R圆柱体＝1 280 Ω.【答案】(1)5.01 5.315 (2)大大(3)1 28。
金属电阻率的实验观察与分析金属电阻率是描述金属材料导电能力的重要物理量，也是衡量金属导电性能好坏的指标之一。
在研究金属材料的导电性质时，进行实验观察与分析可以更加直观地了解金属电阻率的变化规律。
一、实验目的探究不同金属材料的电阻率变化规律，分析影响电阻率的因素。
二、实验材料与设备1. 金属丝：铜丝、铁丝、铬丝、锡丝等。
2. 电流表、电压表、导线等电路组件。
3. 实验箱、电源等实验设备。
三、实验步骤1. 将实验箱连接到电源上，接通电路。
2. 选择一根金属丝作为实验材料。
首先测量金属丝的长度、直径等参数，并计算金属丝的横截面积。
3. 将金属丝导线依次连接到电路上，并将电流表、电压表连接在电路中适当位置。
4. 调节电源电压，记录电流表读数、电压表读数，并计算相应的电阻值。
5. 更换不同材质、不同长度、不同直径的金属丝，重复步骤3-4，记录实验数据。
四、实验结果与分析通过实验观察，我们可以获得一系列的电阻值数据。
然后，我们可以根据这些数据计算出每根金属丝的电阻率。
通过对实验数据的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 随着金属丝长度的增加，电阻值也会增加。
这是因为金属丝长度的增加会增加电流通过金属丝的阻力，从而导致电阻值的增加。
2. 随着金属丝直径的增加，电阻值会减小。
这是因为金属丝直径的增加会减小电流通过金属丝的阻力，从而导致电阻值的减小。
3. 不同金属丝的电阻值会有所差异。
这是因为不同金属材料的电子流动性能不同，电子流动的阻力也不同，从而导致了电阻值的差异。
4. 不同金属丝的电阻率也会有所差异。
电阻率是一个描述金属材料导电能力的物理量，它与金属丝的导电性能有关。
电阻率高低反映了金属丝导电的优劣程度，电阻率越小，导电能力越强。
五、实验误差与改进在实验过程中，可能会存在测量误差和实验操作误差。
为了减小误差，我们可以采取以下措施：1. 在测量金属丝长度和直径时，使用较为准确的测量工具，如游标卡尺等。
并进行多次测量取平均值，以减小误差的影响。
实验名称：测定金属的电阻率[实验目的]1. 练习使用螺旋测微器.2. 学会用伏安法测量电阻的阻值.3. 测定金属的电阻率.[实验原理]由电阻定律lIUd l S R 42πρ==可知，只要测出金属导线的长度l ，横截面积S 和对应导线长度的电压U 和电流I ，便可以求出制成导线的金属材料的电阻率ρ。
长度l 用刻度尺测量.横截面积S 由导线的直径d 算出，导线的直径d 需要由螺旋测微器（千分尺）来测量，电压U 和电流I 分别用电压表和电流表测出。
[实验器材] 某种金属材料制成的电阻丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干.[实验步骤]1. 用螺旋测微器在接入电路部分的被测金属导线上的三个不同位置各测量一次导线的直径，结果记在表格内，求出其平均值d 。
2. 按原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3. 用刻度尺准确测量接入电路中的金属导线的有效长度l ，结果记入表格内。
4. 用伏安法测金属导线对应长度的电压U 和电流I 。
5. 重复上述实验三次，并将数据记入表格。
6. 拆去实验电路，整理好实验器材.[实验数据记录][数据处理]求对应长度的电阻率计算表达式推导：根据金属导线的横截面积2241)2(d d S ππ==和电阻IUR = 得：金属的电阻率m lIUd l S R ⋅Ω==⋅=________42πρ [结论]金属的电阻率是__________m ⋅Ω. [误差分析][实验要点]1.本实验中被测金属导线的电阻较小，因此，实验电路必须采用电流表的外接法.2.测量导线的直径时，应将导线拉直平放在螺旋测微器的测砧上，使螺旋杆的顶部和测砧上的导线成线接触，而不是点接触；应在不同的部位，不同的方向测量几次，取平均值.3.测量导线的长度时，应将导线拉直，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两极并入点间的部分待测导线的长度，长度测量应准确到毫米.4.用伏安法测电阻时，电流不宜太大，通电时间不宜太长.当我们要测量时才合上开关，测量后即断开开关.5.闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻最大的位置.6.为准确求出R平均值，可采用I-U图象法求电阻.。
实验测定金属的电阻率一、螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法1.螺旋测微器的原理及读数方法(1)构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度。
图1(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。
读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数：①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。
②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
2.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2所示)图2(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。
常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：(4)某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度) mm。
二、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R(R＝UI)。
由于金属丝的电阻较小，选择电流表外接法；由于不要求电压必须从0开始调节，所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法。
实验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，算出横截面积S(S＝πd2 4)。
3.由电阻定律R＝ρlS，得ρ＝RSl＝πd2R4l＝πd2U4lI，求出电阻率。
三、实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器。
四、实验过程1.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。
