电阻及电阻率的测量实验
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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。
一、实验目的1. 理解电阻率的定义及其在材料科学中的应用。
2. 掌握电阻率测量的基本原理和方法。
3. 通过实验验证电阻率与材料性质之间的关系。
二、实验原理电阻率(ρ)是衡量材料导电性能的重要参数,其定义为单位长度、单位截面积的导体电阻。
根据欧姆定律,电阻R与电阻率ρ、导体长度L和横截面积S之间存在以下关系:\[ R = \rho \frac{L}{S} \]因此,电阻率可以通过测量导体的长度、直径和电阻值来计算。
实验中,我们将使用双臂电桥测量金属丝的电阻,并据此计算其电阻率。
三、实验仪器与材料1. 金属丝(材料:铜,直径:1mm)2. 双臂电桥3. 数字万用表4. 精密测量尺5. 电路连接线6. 导线连接夹四、实验步骤1. 准备实验器材,将金属丝固定在实验台上。
2. 使用精密测量尺测量金属丝的长度L(精确到0.01cm)。
3. 使用数字万用表测量金属丝的电阻R(精确到0.01Ω)。
4. 使用精密测量尺测量金属丝的直径d(精确到0.001mm),然后计算横截面积S (S = π(d/2)^2)。
5. 根据公式\[ \rho = \frac{R \cdot S}{L} \]计算金属丝的电阻率ρ。
五、实验数据与结果| 金属丝长度L (cm) | 金属丝直径d (mm) | 金属丝电阻R (Ω) | 横截面积S (mm²) | 电阻率ρ (Ω·m) ||------------------|------------------|------------------|------------------|----------------|| 10.00 | 1.000 | 0.100 | 0.785 | 7.85 × 10^-6 |六、实验分析与讨论根据实验数据,金属丝的电阻率为7.85 × 10^-6 Ω·m。
该值与铜的标准电阻率(约为1.68 × 10^-8 Ω·m)存在较大差异,可能是由于以下原因:1. 金属丝长度和直径的测量误差;2. 金属丝表面氧化层或杂质的影响;3. 测量仪器的精度限制。
半导体物理四探针测试方块电阻或电阻率的实验步骤
1.打开背后电源,预热30min
2.操作面板“恒流源”按钮按下,选择电阻率/方阻正测/反测电流选择1 0mA档
3.放上样品,注意不要碰上样品表面,避免沾污
4.调节测试架下旋旋钮使探针轻按在样品上,听到响声,表示针和样品已经接触上
电阻率测试:电阻率灯亮
5.根据样品厚度,找到对应电流值,调节粗调,细调使得电流表读数为表上具体厚度所对应的电流值。
6.选择合适的“电流选择”0.1mA 1mA 10mA/100mA,使得电压表有效值为3位,即为测试的电阻率
方块电阻测试:方块电阻灯亮
7.电流值为45.32mA,选择合适的“电流选择”0.1mA 1mA 10mA/100mA,使得电压表有效值为3位,即为测试的方块电阻。
实验二:测定金属的电阻率螺旋测微器(千分尺)的读数:螺纹的螺距为0.5mm.即测微螺杆旋转一周时前进或者后退0.5mm.将螺旋分成50等份,每一份表示直线位移变化0.01mm,即螺旋测微器的分度值为0.01mm。
1.实验原理根据部分电路的欧姆定律:导体电阻R=根据电阻定律:R=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,用伏安测导线的电阻R,得=RSL = πud24IL2实验器材:被测金属丝、螺旋测微计、刻度尺、电源、电压表、电流表、开关、导线若干3.实验步骤(1)用螺旋测微器在导线的三个不同位置各测一次,取直径d的平均值,然后计算出导线的横截面积S;(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,反复测量三次,求平均值;(3)按照图中所示的电路图用导线把器材连接好,并把滑动变阻器的阻值调至最大(4)求出R,带入数据求解。
3.注意事项(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,为了减小实验的误差,必须采用电流表外接法;(2通电电流不宜过大(电流表量程选用0~0.6A),通电时间不宜过长,以免温度过高对金属阻值增大(3)求R,可用平均值法,或者作U-I图像【例题1】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);电流表:A2(量程3 A,内阻约0.05 Ω);电源:E1(电动势3 V,内阻不计);电源: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,示数如下图所示,读数为________mm。
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。
测量导体的电阻电阻率实验和电表内阻的测量考点01 导体电阻率的测量实验1. (2024年高考江苏卷)有一块个长方体霍尔元件,长、宽、高分别为a、b、c,如图甲所示。
为了测量该霍尔元件的电阻率,进行了如下操作。
(1)用多电电表测量电阻,沿ab方向测得的电阻为10Ω,沿bc方向的电阻如图乙所示,由图读出沿bc方向的电阻为________(2)某同学根据如图丙所示的电路图连接实物图丁,请判断连接错误的区域是_________(3)测量bc方向的电阻时,手头有两个滑动变阻器,应选择________A.滑动变阻器:最大阻值为5Ω,允许通过的最大电流为1.0AB.滑动变阻器:最大阻值为500Ω,允许通过的最大电流为0.5A(4)接通开关前,滑动变阻阻滑片应放在________(5)测量小电阻时,用微安表(量程0~100μA,内阻约为4Ω),测得电阻率为1.15Ω∙m,测量大电阻时,用电流表(量程0~100mA,内阻约为1Ω),测得电阻率为1.32Ω∙m,小明说,沿ab方向的电阻小,所测量的误差小,请判断是否正确?简述理由________【参考答案】(1)300Ω(2)A (3)B (4)最右端(5)不正确。
【名师解析】(1)根据多用电表欧姆档读数规则,沿bc方向的电阻为3×100Ω=300Ω。
(2)连接错误的区域是A区域,电压表的左边接线柱应该连接到电阻的左端。
(3)由于沿bc方向的电阻约为300Ω,滑动变阻器为限流接法,所以测量bc方向的电阻时,应该选用最大阻值为500Ω的滑动变阻器B。
(4)接通开关前,滑动变阻阻滑片应放在测量电路电压最小处,即接通开关前,滑动变阻阻滑片应放在最右端。
(5)沿ab方向的电阻约为10Ω,若用内阻为4Ω的微安表测量其相对误差为40%;沿bc方向的电阻约为300Ω,若用内阻为1Ω的电流表测量其相对误差为0.3%;所以沿ab方向的电阻小,所测量的误差大,小明的说法错误。
测量电阻率实验报告测量电阻率实验报告引言:电阻率是描述材料导电性能的一个重要参数,它反映了材料对电流的阻碍程度。
测量电阻率的实验是电学实验中的基础实验之一,通过该实验可以了解不同材料的导电性能,并为电路设计和材料选用提供参考。
实验目的:本次实验的目的是测量不同材料的电阻率,并探究不同因素对电阻率的影响。
实验原理:电阻率(ρ)的定义为:ρ = R × A / L,其中R为电阻值,A为截面积,L为长度。
实验中,我们使用恒流源和电压表来测量电阻值,然后根据样品的几何尺寸计算出电阻率。
实验步骤:1. 准备实验装置:将恒流源和电压表连接好,并确保测量仪器的正常工作。
2. 测量导体的电阻值:将待测导体接入电路中,调节恒流源的电流大小,并使用电压表测量电压值。
3. 计算电阻率:根据实测的电阻值和导体的几何尺寸,计算出电阻率。
实验结果与分析:在实验中,我们选择了几种常见的导体材料进行测量,包括铜线、铁丝和铝片。
通过测量得到的电阻值和样品的几何尺寸,我们计算出了它们的电阻率。
结果显示,铜线的电阻率最低,铝片的电阻率次之,而铁丝的电阻率最高。
这是因为铜具有良好的导电性能,电子在铜中的迁移速度较快;而铝的导电性能稍差一些,电子迁移速度较慢;而铁的导电性能相对较差,电子迁移速度较慢。
因此,不同材料的电阻率存在差异。
此外,我们还发现了一些影响电阻率的因素。
首先是导体的长度,长度越长,电阻率越大;其次是导体的截面积,截面积越小,电阻率越大。
这与电阻率的定义式一致,即电阻率与长度成正比,与截面积成反比。
实验误差分析:在实验中,由于仪器的精度限制和操作的不准确性,存在一定的误差。
例如,电压表的示数误差、导体表面的接触电阻等都会对实验结果产生一定的影响。
为减小误差,我们可以多次测量并取平均值,同时注意操作的准确性。
结论:通过本次实验,我们测量了不同材料的电阻率,并探究了影响电阻率的因素。
实验结果表明,不同材料的电阻率存在差异,同时电阻率与导体的长度和截面积相关。
电阻率的测量实验报告电阻率的测量实验报告引言电阻率是描述物质导电性能的重要物理量。
本实验旨在通过测量不同材料的电阻和尺寸,计算出它们的电阻率,并探讨电阻率与材料性质之间的关系。
实验目的1. 掌握电阻率的测量方法;2. 了解不同材料的电阻率差异;3. 分析电阻率与材料性质之间的关系。
实验材料和仪器1. 电源;2. 电流表;3. 电压表;4. 导线;5. 不同材料的样品。
实验步骤1. 将电源与电流表、电压表和导线连接好,确保电路正常工作;2. 选取一个样品,将其两端与电路相连;3. 调节电源输出电压,使电流表读数在合适范围内;4. 记录电流表和电压表的读数;5. 重复步骤2-4,测量其他样品的电阻和电压。
实验数据处理根据欧姆定律,电阻的计算公式为R = V/I,其中R为电阻,V为电压,I为电流。
根据测得的电阻和电压,可以计算出每个样品的电阻值。
根据电阻的定义,电阻率的计算公式为ρ = R × A/L,其中ρ为电阻率,R为电阻,A为横截面积,L为长度。
根据样品的尺寸,可以计算出每个样品的电阻率。
实验结果通过测量和计算,得到了不同材料的电阻和电阻率数据。
观察数据可以发现,不同材料的电阻率存在明显差异。
例如,金属材料具有较低的电阻率,而绝缘材料则具有较高的电阻率。
这与材料的导电性能和电子结构有关。
讨论与分析1. 材料的导电性能对电阻率有重要影响。
金属材料中的自由电子能够自由移动,因此具有较低的电阻率。
而绝缘材料中的电子几乎无法移动,导致较高的电阻率。
2. 材料的电子结构也对电阻率产生影响。
例如,半导体材料中的能带结构使得电子在特定条件下能够移动,导致其电阻率介于金属和绝缘体之间。
3. 温度也会对电阻率产生影响。
在金属中,随着温度升高,电阻率会增加;而在半导体中,随着温度升高,电阻率会减小。
结论通过本实验,我们成功测量了不同材料的电阻和电阻率,并发现了电阻率与材料性质之间的关系。
电阻率是描述材料导电性能的重要物理量,对于材料科学和工程应用具有重要意义。
一、实验目的1. 掌握电阻率的测量方法。
2. 了解电阻率的物理意义及其影响因素。
3. 熟悉实验仪器的使用方法。
二、实验原理电阻率是描述材料对电流阻碍能力的物理量,其单位为欧姆·米(Ω·m)。
根据电阻定律,电阻率(ρ)与电阻(R)、长度(L)和横截面积(A)之间的关系为:ρ = R (L/A)。
本实验采用伏安法测量电阻,通过测量电阻丝的长度、直径和电阻值,进而计算出电阻率。
三、实验仪器1. 电阻丝:直径为0.1mm,长度为1m。
2. 电流表:量程为0~0.6A,精度为0.1A。
3. 电压表:量程为0~15V,精度为0.5V。
4. 直尺:量程为0~1m,精度为0.1mm。
5. 秒表:精度为0.1s。
6. 导线:若干。
7. 电源:电压为5V,输出电流可调。
四、实验步骤1. 测量电阻丝的长度:使用直尺测量电阻丝的长度,记录为L(单位:m)。
2. 测量电阻丝的直径:使用直尺测量电阻丝的直径,记录为d(单位:mm),计算横截面积A = π (d/2)^2(单位:mm²)。
3. 接通电路:将电阻丝接入电路,串联电流表,并联电压表,接通电源。
4. 测量电压和电流:调节电源输出电流,记录电压表和电流表的读数,重复多次,取平均值。
5. 计算电阻:根据欧姆定律,计算电阻R = U/I(单位:Ω)。
6. 计算电阻率:根据电阻定律,计算电阻率ρ = R (L/A)(单位:Ω·m)。
五、实验数据及处理| 长度L (m) | 直径d (mm) | 横截面积A (mm²) | 电压U (V) | 电流I (A) | 电阻R (Ω) | 电阻率ρ (Ω·m) || :--------: | :--------: | :--------------: | :-------: | :-------:| :-------: | :------------: || 1.00 | 0.10 | 7.854×10^-4 | 5.00 | 0.50 | 10.00 | 1.27×10^5 |六、实验结果分析1. 通过实验数据可以看出,电阻率ρ与电阻R、长度L和横截面积A之间的关系符合电阻定律。
实验报告:测量电阻丝的电阻率
实验报告:测量电阻丝的电阻率
一、实验目的:
1.掌握螺旋测微器的原理及读数方法。
2.研究使用伏安法测量金属的电阻率。
二、实验器材:
毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表(量程3V)、直流电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、学生电源(5V)、开关及导线、金属电阻丝。
三、实验原理:
将电阻丝连入电路,用电压表测量电阻丝两端电压,用电流表测量电流,根据R=U/I计算电阻R,用毫米刻度尺测量电阻丝的有效长度L,用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,计算出电阻丝的横截面S,根据电阻定律计算出电阻率:
ρ=L/(S*R)。
四、实验步骤:
1.用螺旋测微器在导线的3个不同位置上各测一次,取直
径d的平均值。
2.将电阻丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度尺
测量接入电路的电阻丝长度L(即有效长度),反复测量3次,求出L的平均值。
3.按照电路图将器材连接好,并把滑动变阻器调至最左端。
4.电路经检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片
的位置,读出几组相应的电流表电压表的示数I和U的值,记录在表格内,断开开关S,求出电阻R的平均值。
5.将测得的R、L、d的值带入电阻率计算公式ρ=L/(S*R),计算出电阻丝的电阻率。
6.拆去实验线路,整理好实验器材。
五、数据测定:
见表格
六、数据分析:
由实验数据计算得出电阻丝的电阻率为1.94×10-5Ω·m。
七、误差分析:
在电路测量中,电流表及电压表对电阻测量有一定影响,测得的电阻值可能会偏小。
测量电阻丝的电阻率实验报告嘿,大家好!今天我们要聊聊测量电阻丝的电阻率这个实验,听起来是不是很高大上?其实啊,挺简单的,只要你心里有个谱,动手就行了。
我们先来看看这个电阻丝。
它就像咱们日常生活中的橡皮筋,拉伸的时候有点抗拒,对吧?电阻丝也是如此,它对电流的流动有抵抗力,越细越长的电阻丝,电流通过时就越费劲。
好啦,实验的第一步就是准备材料。
这时候,咱们就像准备一顿丰盛的晚餐,得有电源、电压表、毫欧表,还得有一些电阻丝。
哎呀,这些工具看起来像是高科技的玩意儿,实际使用起来可简单得很。
我们把电阻丝的两端分别连接到电源和电压表。
小心点,别让电线打结,不然真是“万般皆下品,唯有电线高”了。
打开电源,慢慢调节电压,咱们就能测出电流了。
像捡宝一样,电流数据一点一点跳出来,心里那个激动啊。
通过公式,我们可以算出电阻了,真是“算得一手好账”!电阻率这个概念就像是电阻丝的“身份证”,告诉我们这个丝的材质有多给力,越小的电阻率就代表电流通过的越轻松,简直是“如鱼得水”!这个实验还有个小插曲。
就我来说,第一次做的时候,把电压调得太高了,结果电阻丝瞬间发热,差点变成了一根电烤串!哈哈,大家可要小心点,别让实验变成烧烤派对哦。
经过几次尝试,终于找到了最佳电压,数据也渐渐稳定下来了,真是“好事多磨”啊。
记录数据的时候,我的心情就像过山车一样,时而高峰,时而低谷。
每当我看到数据变得漂亮,心里那叫一个美!我们把这些数据整理好,然后计算出电阻率。
就像做数学题,写着写着,突然觉得“啊哈”,一切都明白了。
电阻率和电阻之间的关系就像朋友一样,互相陪伴,互相依赖。
之后,我们还进行了几次实验,换了不同材料的电阻丝。
你不会相信,不同的材料竟然能有如此大的差异!就像是不同的水果,香蕉和苹果虽然都是水果,但吃起来的口感截然不同。
这让我想到,科学的世界真是五彩缤纷,永远有新的东西等着我们去探索。
测量电阻丝的电阻率这个实验不仅仅是个数字游戏,更是一个发现的旅程。
导体电阻率的测量实验报告一、实验目的1、掌握用伏安法测量电阻的原理和方法。
2、学会使用游标卡尺和螺旋测微器测量导体的长度和直径。
3、学习处理实验数据,计算导体的电阻率,并分析误差来源。
二、实验原理根据电阻定律,导体的电阻 R 与导体的长度 L 成正比,与导体的横截面积 S 成反比,即:\(R =\rho \frac{L}{S}\)其中,\(\rho\)为导体的电阻率。
若导体为圆柱形,其横截面积\(S =\pi (\frac{d}{2})^2\)(其中\(d\)为导体的直径)。
则\(R =\rho \frac{4L}{\pi d^2}\)通过测量导体的电阻\(R\)、长度\(L\)和直径\(d\),即可计算出导体的电阻率\(\rho\)。
在本实验中,采用伏安法测量电阻\(R\),即通过测量导体两端的电压\(U\)和通过导体的电流\(I\),根据欧姆定律\(R =\frac{U}{I}\)计算电阻。
三、实验器材1、被测导体(如铜丝或铁丝)2、直流电源(电动势约为\(3V\))3、电流表(量程\(0 06A\),内阻约为\(01\Omega\))4、电压表(量程\(0 3V\),内阻约为\(3k\Omega\))5、滑动变阻器(最大阻值\(20\Omega\))6、开关7、导线若干8、游标卡尺9、螺旋测微器四、实验步骤1、用螺旋测微器在被测导体的不同部位测量其直径\(d\),共测量\(5\)次,记录数据,并求出平均值。
测量时,旋转螺旋测微器的微调旋钮,当听到“咔咔”声时,停止转动,读数。
2、用游标卡尺测量导体的长度\(L\),测量\(3\)次,记录数据,并求出平均值。
使用游标卡尺时,注意游标卡尺的精度,读数时主尺读数加上游标读数。
3、按照电路图连接实验电路。
将电源、开关、滑动变阻器、电流表、被测导体串联连接,电压表并联在被测导体两端。
注意电流表和电压表的量程选择,以及正负极的连接,滑动变阻器采用限流接法。
物理实验测量电阻率电阻率是物体抵抗电流通过的程度的物理量,通常用符号ρ表示,单位是欧姆·米(Ω·m)。
在物理实验中,测量电阻率是一项重要的实验内容,本文将介绍测量电阻率的原理以及实验步骤。
1. 原理电阻率ρ可以通过以下公式计算:ρ = R × (A/L)其中R是物体的电阻,A是物体的横截面积,L是电流通过的长度。
2. 实验步骤(1)准备实验装置:将待测物体制成直径均匀的圆柱体,找到直径d和长度L,并且利用卡尺测量出这两个参数的准确数值。
(2)测量电阻:将待测物体连接到电路中,使用万用表测量电阻的数值,并记录下来。
(3)测量电流:利用恒流源(如恒流电源或恒流稳压器)提供一个恒定的电流,通过待测物体。
(4)测量电压:在待测物体的两端,使用万用表测量电压的数值,并记录下来。
(5)计算电阻率:利用公式ρ = R × (A/L),将测得的电阻、横截面积和长度代入计算,得到电阻率的数值。
3. 注意事项(1)确保实验装置连接良好,避免接触不良或接线错误导致的测量误差。
(2)在测量电压和电阻时,要注意使待测物体处于稳态,避免电流和电压的波动影响测量结果。
(3)在测量长度和直径时,要使用精确的测量工具,并尽量减小测量误差,提高实验结果的准确性。
(4)对于导电性较差的样品,可以通过增大测量电流的方法来提高测量精度。
4. 实验结果分析通过实验测量得到的电阻率数据可以用于分析物体的电导性能。
对于不同的材料,其电阻率数值会有所不同。
例如,金属通常具有较低的电阻率,而绝缘体通常具有较高的电阻率。
此外,实验结果还可以用于验证材料的性质。
通过与已知材料的电阻率进行对比,可以确定待测物体的材料类型。
对于未知材料的鉴定,这一实验方法具有很高的准确性和可靠性。
总之,物理实验中测量电阻率是一项重要的实验内容,它可以帮助我们了解物体的电导性能以及材料的性质。
通过合理的实验步骤和准确的数据记录,我们可以得到可靠的实验结果,并为后续的研究和应用提供有效的参考依据。
测电阻率实验报告测电阻率实验报告引言:电阻率是描述物质导电性能的重要物理量之一。
在本次实验中,我们将通过测量不同材料的电阻和尺寸,来计算它们的电阻率。
通过这个实验,我们将更好地理解电阻率的概念,并探索不同材料的导电性能。
实验步骤:1. 实验器材准备:电流表、电压表、导线、不同材料的样品(如金属导线、铅笔芯、水溶液等)。
2. 实验装置搭建:将电流表和电压表与待测材料连接,确保电路连接正确。
3. 测量电阻:通过施加电压和测量电流,计算待测材料的电阻值。
重复多次测量,取平均值以提高准确性。
4. 测量尺寸:使用尺子或卡尺测量待测材料的长度、宽度和厚度等尺寸参数。
实验结果与讨论:通过实验测量得到的电阻和尺寸数据,我们可以计算出不同材料的电阻率。
电阻率是描述物质导电性能的物理量,它与材料自身的导电性能以及尺寸有关。
在实验中,我们发现金属导线的电阻较小,这是因为金属具有良好的导电性能。
相比之下,铅笔芯的电阻较大,这是因为铅笔芯是一种较差的导电材料。
而水溶液的电阻更大,这是因为水溶液中的离子导电性能较差。
我们还观察到,当材料的长度增加时,电阻也会增加。
这是因为电阻与材料的长度成正比,即电阻率不随长度变化。
而材料的截面积越大,电阻越小。
这是因为电阻与材料的截面积成反比,即电阻率与截面积成反比。
结论:通过本次实验,我们深入了解了电阻率的概念和计算方法,并通过测量不同材料的电阻和尺寸数据,验证了电阻率与导电性能以及尺寸之间的关系。
电阻率是描述物质导电性能的重要指标,它对于电路设计和材料选择具有重要意义。
在实际应用中,我们可以根据不同的需求选择合适的材料,以达到所需的导电性能。
此外,我们还可以通过改变材料的形状和尺寸来调节电阻率。
例如,通过增加导线的截面积,可以降低电阻,提高导电性能。
这对于电子器件的设计和制造具有重要的指导意义。
总之,测电阻率的实验为我们提供了一个深入了解物质导电性能的机会。
通过实验数据的分析和讨论,我们对电阻率的概念和计算方法有了更加清晰的认识,并探索了材料导电性能与尺寸之间的关系。
高考物理创新实验特训提升专题12 电阻及电阻率的测量1.某同学测量一根长直电阻丝的电阻率。
按图1所示的电路用等效替代方法测出一段电阻丝的电阻∶导线∶和∶先按图1中的实线连接,后按图1中的虚线连接在上述两种情形下,当电流计G 的示数为零时导线I 和∶中无电流流过,电压12PC P B U U =,则120P B P B R R R +=,由此可测得P 1P 2段的电阻为R 0。
R 0的阻值已知,P 1P 2的长度通过固定在电阻丝旁的刻度尺读出。
(1)待测电阻丝的总电阻约20Ω,若有两种阻值的定值电阻∶①10Ω;②30Ω,实验中R 0应选用____________(2)根据图1中实线的电路,请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入图2所示的实物电路。
(______)(3)按图1中实线连接好电路后,闭合开关S 1和S 2,接下来的正确操作顺序是____________。
①将导线∶连接在B上②记下P1位置在刻度尺上的读数③记下P2位置在刻度尺上的读数④调节滑动变阻器的触头,使G的示数为零⑤改变导线∶连接在电阻丝上的位置,使G的示数为零(4)该同学多次更换定值电阻R0重复上述实验。
当R0=15Ω时,记下P1的读数为70.00cm,P2的读数为20.00cm。
用螺旋测微器测得电阻丝的直径,并计算出电阻丝的横截面积为0.500mm2。
由此求得电阻丝的电阻率ρ=____________Ω·m。
(5)小明同学认为与教材中“测量金属丝的电阻率”的实验方法相比,上述实验测得电阻的误差更小。
你是否同意他的观点?请简要说明理由。
(______)2.某学习小组进行精确测量电阻R x的阻值的实验,有下列器材供选用。
A.待测电阻R x(约300Ω)B.电压表V(3V,内阻约3kΩ)C.电流表A1(10mA,内阻约10Ω)D.电流表A2(20mA,内阻约5Ω)E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A)F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.5A)G.直流电源E(3V,内阻约1Ω)H.开关、导线若干(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路,并能满足R x两端电压从零开始变化并进行多次测量。
电阻及电阻率的测量实验
一、基础知识总结
1、 伏安法测电阻 (简记:大内偏大,小外偏小)
v
A x 动端与a 接时(I 1;u 1) ,I 有较大变化(即12
1121I
I -I u u -u <
)说明v 有较大电流通过,采用内接法 动端与c 接时(I 2;u 2) ,u 有较大变化(即1
2
11
21I I -I u u
-u >
)说明A 有较强的分压作用,采用内接法
测量电路( 内、外接法 )选择方法有(三) ①R x 与 R v 、R A 粗略比较
② 计算比较法 R x 与v A R R 比较 ③当R v 、R A 及R x 末知时,采用实验判断法:
2、 测电阻的其他方法
①互测法:(测电表的电阻)
⑴电流表、电压表各一只,可以测量它们的内阻(它们内阻合适)
⑵两只同种电表,若知道一只的内阻,就可以测另一只的内阻(已知内阻的电压表当电流表使用、已知内阻的电流表当电压表使用)
⑶两只同种电表内阻都未知,则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻(电阻箱当电表使用)
②替代法:
③半偏法:
④电桥法
⑤欧姆表法
限流式适用于待测电阻比滑动变阻器的总电阻小或差不多;
分压式适用于:①待测电阻两端的电压从零开始调节;②待测电阻的阻值比滑动变阻器的总电阻大得多;③电压或电流超过电压表或电流表的量程;④限流式接法调节范围不够大。
二、典型高考真题
真题1(2012北京)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm .
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm (该值接近多次测量的平均值)
(2
)用伏安法测金属丝的电阻Rx .实验所用器材为:电池组(电动势为3V ,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3k Ω)、滑动变阻器R (0~20Ω,额定电流2A )、开关、导线若干. 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
由以上数据可知,他们测量Rx 是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”).
(3)图3是测量Rx 的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端. 请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
图2
乙
甲
A
0.
1.
2.2.1.
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U ─I 图线.由图线得到金属丝的阻值R x =___________Ω(保留两位有效数字). (5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号). A .1×10-2Ω⋅m B .1×10-3Ω⋅m C .1×10-6Ω⋅m D .1×10-8Ω⋅m
(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的是________(有多个正确选项). A .用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 B .由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C .若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D .用U ─I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
真题2(2011新课标)为了测量一微安表头A 的内阻,某同学设计了如图所示的电
路。
图中A 0是标准电流表,R 0和R N 分别是滑动变阻器和电阻箱,S 和S 1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E 是电池。
完成下列实验步骤中的填空:
(1)将S 拨向接点1,接通S 1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时_____的读数I ;
(2)然后将S 拨向接点2,调节________,使________,记下此时R N 的读数;
(3)多次重复上述过程,计算R N 读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。
真题3(2011天津)某同学测量阻值约为25k Ω的电阻R x ,现备有下列器材:
A .电流表(量程100 μA ,内阻约为 2 k Ω);
B .电流表(量程500 μA ,内阻约为300 Ω);
C .电压表(量程15 V ,内阻约为100 k Ω);
D .电流表(量程50 V ,内阻约为500 k Ω);
E .直流电源(20 V ,允许最大电流1 A );
F .滑动变阻器(最大阻值1 k Ω,额定功率1 W );
G .电键和导线若干。
电流表应选 ,电压表应选 。
(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:
① ; ② 。
真题4(2011江苏)某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。
(1)将电阻箱接入a 、b 之间,闭合开关。
适当调节滑动变阻器R ’后保持其阻值不变。
改变电阻箱的阻值R ,得到一组
电压表的示数U 与R 的数据如下表:
请根据实验数据作出U-R 关系图象。
(2)用待测电阻R X 替换电阻箱,读得电压表示数为2.00V 。
利用(1)中测绘的U-R 图象可得R X =_________ Ω。
(3)使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大。
若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R 图象测定某一电阻,则测定结果将_________(选填“偏大”或“偏小”)。
现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a 、b 之间,你应如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R 图象实现对待测电阻的准确测定?
真题5(2011上海)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。
测量实际电流表1G 内阻1r 的电路如图所示。
供选择的仪器如下:
①待测电流表1G (0~5m A ,内阻约300Ω),②电流表2G (0~10m A ,内阻约100Ω),③定值电阻1R (300Ω),④定值电阻2R (10Ω),⑤滑动变阻器3R (0~1000Ω),⑥滑动变阻器
4R (0~20Ω),⑦干电池(1.5V),⑧电键S 及导线若干。
(1)定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 。
(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路, ;
②闭合电键S ,移动滑动触头至某一位置,记录1G ,2G 的读数1I ,2I ; ③ ; ④以2I 为纵坐标,1I 为横坐标,作出相应图线,如图所示。
(4)根据21I I 图线的斜率k 及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式 。
真题6(2010福建)如图所示是一些准备用来测量待测电阻R x 阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:
为了能正
常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。
请用实线代表导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量R x 阻值的电路。
真题7(2009广东)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。
所用的器材包括:输出为3V 的直流
稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。
(1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹,金属夹可在金属丝上移动。
请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图14
(2)实验的主要步骤如下:
①正确链接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关; ②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;
③断开开关,_________________,合上开关,重复②的操作。
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出了图15的关系图线,其斜率为________A -1·m -1(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图16所示。
金属丝的直径是______。
图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_____,其数值和单位为______(保留三位有效数字)。
真题8(2008江苏)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,
进行了如下实验:
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示,读得直径d= mm (2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻与截面积是否满足反比关系?若满足反比关系,请说明理由:若不满足,请写出R 与S 应满足的关系。
(3)若导线的电阻率p=5.1×10-7 Ω·m,则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l = mm (结果保留两位有效数字).
图14
图15
图16。