实验:导体电阻率的测量

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游标卡尺的原理和读数方法

螺旋测微器的原理和读数方法

测金属丝的电阻率

(1)实验步骤

①测直径:用螺旋测微器或游标卡尺在金属丝的三个不同位置上各测一次,并记录数据。

②测长度: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(即有效长度),反复测量三次,并记录。

③连电路:依照电路图用导线把器材连好,并把滑动变阻器的阻值调至并联电路部分的电压为零处。

④测U、I:电路经检查确认无误后,闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入记录表格内,断开开关S。

⑤整理:拆除实验电路,整理好实验器材。

(2)数据处理

①金属丝直径的读数:

a.利用螺旋测微器测金属丝直径,读数时应特别小心半刻度是否露出。

b.因螺旋测微器的精确度为0.01 mm,可动刻度上对齐的格数需要估读。所以,若以毫米为单位的话,最后一位应出现在小数点后的第三位。

c.把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d。

②金属丝长度的测量:

a.应测量接入电路中的有效长度。

b.因为用的是毫米刻度尺,读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)。

c.把三次测量值求平均值作为长度L。

③电阻R的测量值的确定:

方法一、平均值法:可以将每次测量的U、I分别计算出电阻,再求出电阻的平均值,作为测量结果。

方法二、图像法:可建立U­I坐标系,将测量的对应U­I值描点作出图像,利用图像斜率来求出电阻值R。

④计算出金属丝的电阻率:将测得的R、L、d的值,带入到电阻率计算公式。

(3)误差分析

①金属丝直径、长度的测量带来偶然误差。

②电流表外接法,R测<R真,导致ρ测<ρ真(系统误差)。

③通电时间过长,电流过大,都会导致电阻率发生变化(系统误差)。

(3)注意事项

①为了方便,应在金属导线连入电路前测导线直径,为了准确,应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度,且各测量三次,取平均值。

②测量电路应选用电流表外接法,且测电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长,因为电阻率随温度而改变。

③为准确求出R的平均值,应多测几组U、I数值,然后采用U­I图像法求出电阻。

游标卡尺的读数例题

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