测量金属电阻率

（十二）测定金属的电阻率一、实验思想方法和原理1、由公式R=ρL/S 知，金属导线的电阻率ρ=RS/L2、用毫米刻度尺测出金属导线的长度L ，用螺旋测微器测出导线的直径d ，从而算出横截面S ，再测出电阻R ，带入电阻率公式：ρ=RS/L 即可算出电阻率ρ。

3、测电阻R（1）测量方法用伏安法（参照实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”）。

（2）计算电阻值有两种方法○1计算法：将测出的3组U 、I 值分别带入公式R=U/I ，计算电阻R ，然后算出R 的平均值。

用这种办法时，如果滑动变阻器的全电阻与待测电阻阻值相近，接成限流式。

○2图像法：测出多组U 、I 值，用描点法做出U ～I 图线，图线的斜率即为待测电阻。

用这种办法时，滑动变阻器接成分压式。

二、器材选择1、选择顺序：先选电源，再选滑动变阻器，最后选电流表、电压表。

2、选择前提：保证每个器件都不被烧坏 （1）电流表、电压表不超过量程 （2）电路元件的电压、电流不超过额定值3、选择原则（1）电源选电动势较大的（实验现象明显）（2）电表选量程较小的○1电表要求在超过满刻度2/3的范围内读数 ○2量程小的表读数精确读高 （3）滑动变阻器选与待测电阻阻值相近的（调节作用明显）例：用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A 、电池组（3V ，内阻1Ω）B 、电流表（0～3A ，内阻0.0125Ω）C 、电流表（0～0.6A ，内阻0.125Ω）D 、电压表（0～3V ，内阻3k Ω）E 、电压表（0～15V ，内阻15k Ω）F 、滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A ）G 、滑动变阻器（0～2000Ω，额定电流0.3A ） H 、电键、导线。

上述器材中应选用的是________。

（填写各器材的字母代号）分析：（1）上述器材中应选用的是________。

○1先选电源：（电源选电动势较大的，只有一个，选择是唯一的。

高中物理必修三实验一测定金属的电阻率一、实验目的：1、练习使用电流表电压表及伏安法测电阻2、测定金属的电阻率二、实验原理：金属丝接入电路，用伏安法测金属的电阻R= ，又由电阻定律R= ，用螺旋测微器测得金属丝的直径d，用刻度尺测出金属丝的长度，得电阻率ρ= 。

三、实验器材：螺旋测微器、毫米刻度尺、电流表、电压表、开关及导线、待测金属丝，电源（学生电源）、滑动变阻器。

四、实验步骤：1、测直径:用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录。

2、连接电路：按实验原理中的电路图连接电路3、量长度：用测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次并记录。

4、求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值的位置。

电路经检查确认无误后，闭合开关S。

改变滑动变阻器的滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关。

5、拆除电路，整理器材。

五、注意事项：1、金属丝直径的测量：为了方便测量，测直径应在导线连入电路前进行，并把三个不同位置的测量结果求平均值。

2、金属丝的长度测量：应测量接入电路拉直后的有效长度。

3、测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜过长，因为电阻率随温度而改变。

4、开关闭合器，滑动变阻器的阻值要调到最大。

六、误差分析：1、金属丝直径、长度的测量带来的误差（偶然误差）。

2、电流表外接带来的误差（系统误差）。

3、通电时间长、电流过大，都会导致电阻率发生变化。

（系统误差是）。

习题：2某小组同学通过实验测量金属丝的电阻率，现有的器材规格如下：A．待测金属丝电阻R x（大约10Ω），长度为LB．直流电流表A1（量程0～100mA，内阻约10Ω）C．直流电流表A2（量程0～0.6A，内阻约4Ω）D．直流电压表V （量程0～3V，内阻为3kΩ）E．定值电阻R0=3kΩF．直流电源（输出电压6V，内阻不计）G．滑动变阻器R（阻值范围0～5Ω，允许最大电流2A）H．开关一个、导线若干（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，示数如图1所示，读数为 mm．（2）根据器材的规格和实验要求，为了减小测量误差，直流电流表应选（填选项前的字母）（3）在如图2方框内画出实验电路图（要求电压和电流的变化范围尽可能大一些）．（4）某次测量中，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则该金属丝的电阻率表达式为ρ= （用题中所给物理量的字母表示并忽略电表内阻的影响）。

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 。

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。

测定金属的电阻率什么是电阻率电阻率是材料单位长度内电阻的比值，通常用 Greek 字母ρ （rho）表示。

电阻率是决定材料导电能力的重要参数之一。

一般来说，导体的电阻率比较小，绝缘体的电阻率比较大。

因此，金属往往是非常好的导体，它们具有较低的电阻率。

测定电阻率的方法桥式方法测量金属电阻率最常用的方法之一是桥式法。

桥式法的原理是在平衡状态下，电桥两端电势相等，这时桥路中相反方向的电动势与阻值之积相等。

桥式法需要用到一个电桥电路，电桥电路包括四个电阻器，其中一个被测量的金属电阻器，一个已知电阻的标准电阻器，另外两个电阻器用于调节桥路的平衡状态。

桥路平衡时，被测量的金属电阻器的电阻值就可以通过已知电阻值和桥路偏差计算得出。

粘着法测量电阻率的另一种方法是粘着法。

这种方法主要用于薄膜电阻率的测量，比如金属薄膜的电阻率。

粘着法的原理是通过测量在一定长度和厚度下金属膜的电阻值得出金属膜的电阻率。

在实际操作中，需要将已知宽度和长度的金属薄膜沉积在绝缘基底上，并通过测量薄膜所占的面积和所提供的电阻值来计算薄膜的电阻率。

这种方法精度较高，误差小，适用于一些高精度要求的场合。

联合法联合法是测定金属电阻率的第三种方法。

类似于桥式法，联合法同样需要使用一组标准电阻及一个保持器，但它不需要取下被测件和标准电阻，只需改变保持器的接点位置，就可以在不同阻值下得到相应的电流。

联合法的优点是避免了取下被测件和标准电阻的操作，减少了可能产生的误差。

但需要使用更加复杂的电路结构，增加了电路的设计难度。

通过三种方法的比较可以看出，每种方法都有其各自的适用范围和优点。

选择哪种方法需要根据实际需要和条件来决定。

无论哪种方法，在进行实验之前都需要进行实验设计及计算。

在实验中需要注意精度控制、数据记录及处理，以保证得到准确可靠的结果。