實驗：測定金屬的電阻率.ppt

恒定電流,實驗：測定金屬的電阻率,第二章,一、螺旋測微器 1.構(gòu)造 如圖8-5-1所示是常用的螺旋測微器，它的測砧A和固定刻度G固定在框架F上，旋鈕K、微調(diào)旋鈕K和可動刻度H 、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在G上.,圖8-5-1,2.原理 精密螺紋的螺距是0.5mm，即K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進或后退0.5mm，可動刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm，即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等份，P前進或后退0.01mm.因此，從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少個等份就知道長度變化了多少個0.01mm.用它測量長度，可以精確到 mm，還可以估讀到0.001mm(即毫米的千分位)，因此螺旋測微器又稱為千分尺.,0.01,3.讀數(shù)方法 先從固定刻度G上讀出半毫米整數(shù)倍的部分，不足半毫米的部分由可動刻度讀出，即看可動刻度上的第幾條刻度線與固定刻度線上的橫線重合，從而讀出可動刻度示數(shù)(注意估讀).,測量長度=固定刻度示數(shù)+可動刻度示數(shù)精確度. (注意單位為mm) 如圖8-5-2所示，不足半毫米 而從可動刻度上讀的示數(shù)為 15.5格，最后的讀數(shù)為：,圖8-5-2,2.0mm+15.50.01mm=2.155mm.,4.注意事項 (1)測量前須校對零點：先使小砧A與測微螺桿P并攏，觀察可動刻度的零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合，以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線是否重合，否則應(yīng)加以修正.,(2)讀數(shù)時，除注意觀察毫米整數(shù)刻度線外，還要特別注意半毫米刻度線是否露出.螺旋測微器要估讀，以毫米為單位時要保留到小數(shù)點后第三位.,(3)測量時，當(dāng)螺桿P快要接觸被測物體時，要停止使用粗調(diào)旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K，當(dāng)聽到“咔、咔”響聲時，停止轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕K，并擰緊固定旋鈕.這樣做既可保護儀器，又能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性.,二、測定金屬的電阻率 1.實驗?zāi)康?(1)練習(xí)使用螺旋測微器 (2)學(xué)會用伏安法測量電阻的阻值 (3)測定金屬的電阻率,2.實驗原理 根據(jù)電阻定律公式R= ，只要測出金屬導(dǎo)線的長度l和它的直徑d，計算出導(dǎo)線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻R，即可計算出金屬導(dǎo)線的電阻率. 3.實驗器材 米尺(最小分度值1mm)、螺旋測微器、直流電壓表和直流電流表、滑動變阻器、電池、開關(guān)及連接導(dǎo)線、金屬電阻絲.,4.實驗步驟 (1)用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計算出導(dǎo)線的橫截面積S. (2)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測量金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值l.,(3)依照圖8-5-3所示的電路圖用導(dǎo)線把器材連好，并把滑動變阻器的阻值調(diào)至最大.,圖8-5-3,(4)電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S，求出電阻R的平均值.,(5)將測得的R、l、d的值代入電阻 率計算公式 中，計算出金屬導(dǎo)線的電阻率.,5.注意事項 (1)本實驗中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法. (2)實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端. (3)金屬導(dǎo)線的長度，應(yīng)該是在連入電路之后再測量，測量的是接入電路部分的長度，并且要在拉直之后再測量.,(4)接通電源的時間不能過長，通過電阻絲的電流不能過大，否則金屬絲將因發(fā)熱而溫度升高，這樣會導(dǎo)致電阻率變大，造成較大誤差. (5)要恰當(dāng)選擇電流表、電壓表的量程，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值時，應(yīng)注意同時觀察兩表的讀數(shù)，盡量使兩表的指針偏轉(zhuǎn)較大，以減小讀數(shù)誤差.,測定金屬的電阻率的一般方法 在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中： (1)用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖8-5-4所示，則金屬絲的直徑為 mm.,圖8-5-4,0.350,(2)已知電阻絲的電阻約為10，現(xiàn)備有下列器材供測量該電阻絲的電阻時選用，應(yīng)選用的器材有 (只填代號). A.量程是00.6A，內(nèi)阻約 0.5的電流表； B.量程是03A，內(nèi)阻約 0.1的電流表； C.量程是03V，內(nèi)阻約 6k的電壓表； D.量程是015V，內(nèi)阻約 30k的電壓表； E.阻值為01k，額定電流為0.5A的滑動變阻器； F.阻值為020，額定電流為2A的滑動變阻器； G.蓄電池(6V)； H.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干.,(3)畫電路圖時，還要選擇電流表是內(nèi)接電路，還是外接電路. 由Rx=10，RA=0.5，RV=6000 可知， ，應(yīng)選電流表外接.電路圖如下圖.,變式訓(xùn)練1：影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而一般半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小.某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的線狀元件Z做實驗，測量元件Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律.,(1)他們應(yīng)選用下圖所示的哪個電路進行實驗( ),A,(2)按照正確的電路圖連接圖8-5-5的實物圖.,圖8-5-5,(3)實驗測得元件Z的電壓與電流的關(guān)系如下圖所示.根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件Z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料. Z是 .,半導(dǎo)體,圖8-5-6,1.990,在用伏安法測電阻的實驗中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20k，電流表的內(nèi)阻約為10，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進行實驗，讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標(biāo)于坐標(biāo)上，如圖859所示 (1)根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描 出I-U圖線，由此求得該電阻 的阻值Rx= _ (保留兩位有效數(shù)字) (2)畫出此實驗的電路原理圖,圖象法處理數(shù)據(jù)在該實驗中的應(yīng)用,解析：本題采用圖像法解題，只要正確畫出IU圖線，然后從圖線中求出Rx，作圖線時使多數(shù)點在圖線上，被測電阻Rx阻值看成是不變的，則圖線應(yīng)是通過原點的一條直線圖線的斜率等于被測電阻阻值Rx. (1)舍去不合理的點直線如圖甲所示Rx=2.4103 (2.3103或2.5103也算對) 如圖甲所示，觀察6個實驗點，