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11.3实验：导体电阻率的测量实验一：长度的测量及测量工具的选用一、游标卡尺10分度游标卡尺的原理主尺的最小分度是1mm,游标尺上有10个小的等分刻度它们的总长等于9mm，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.1mm,当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第10条刻度线与主尺的9mm刻度线重合,其余的刻度线都不重合。游标的第一条刻度线在主尺的1mm刻度左边0.1mm处，游标的第二条刻度线在主尺的2mm刻度左边0.2mm处，等等。051001左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合0.1mm0.2mm0.3mm1.4mm一、游标卡尺20分度游标卡尺的原理主尺的最小分度是1mm,游标尺上有20个小的等分刻度它们的总长等于19mm，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.05mm,当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第20条刻度线与主尺的19mm刻度线重合,其余的刻度线都不重合。游标的第一条刻度线在主尺的1mm刻度左边0.05mm处，游标的第二条刻度线在主尺的2mm刻度左边0.10mm处，等等。1mm+0×0.05mm=1.00mm3mm+6×0.05=3.30mm0123456789001234567891050分度游标卡尺读数精确为0.02mm0123456789001234567891001232323mm+11×0.02mm=23.22mm三种分度游标卡尺对照表游标长度游标尺等分刻度数与主尺相差精确度10分度9mm100.1mm0.1mm20分度19mm200.05mm0.05mm50分度49mm500.02mm0.02mm1.使用游标尺时，不论多少分度都不用估读2.20分度的游标卡尺，读数的末位数字一定是0或5.3.50分度的游标卡尺，读数的末位数字一定是0或偶数。温馨提示三种分度游标卡尺对照表游标长度游标尺等分刻度数与主尺相差精确度10分度9mm100.1mm0.1mm20分度19mm200.05mm0.05mm50分度49mm500.02mm0.02mm测量螺杆测砧旋钮锁紧螺母最小分度固定刻度微调旋钮可动刻度尺架（1）螺旋测微器的结构二、螺旋测微器原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮每旋转一周，测量螺杆前进或后退0.5mm。可动刻度上的刻度为50等份，每一小格表示0.01mm。(2)读数方法•①.由固定刻度上读整毫米数;•②.由可动刻度读格数,并估读,再乘以0.01;•③.待测长度为两者之和.二、螺旋测微器螺旋测微器的读数=固定刻度上的整毫米数+0.5mm（判断半毫米是否露出，未露出时为0）+0.01mmx可动刻度上对齐的格数（估读）4mm+0.5mm+40.9×0.01mm=4.909mm1mm+0.5mm+10.1×0.01mm=1.601mm1.5mm+28.0×0.01mm=1.780mm11.3实验：导体电阻率的测量实验二：金属丝电阻率的测量前期准备四种常用电路图限流外接限流内接分压外接分压内接1.什么是测量值和真实值？2.测量值比真实值偏大还是偏小？4.误差产生的原因如何？5.如何减少误差？3.测量值本质上测得是什么量？根据测量值如何求真实值？6.什么情况下用外（内）接法？伏安法测电阻之内接外接内接法RXVA··xAxRxARxRRRIUUIUR＝＝测测测由于电流表分压引起的。误差产生的原因:若RXRA时，采用电流表内接法由于电压表分流引起的。误差产生的原因：RXAV··外接法若RvRx时，采用电流表外接法。xVxVxVRxRxRRRRRIIUIUR＝＝测测测大内偏大小外偏小①比值法b.选择方法：a.条件：已给出R的估计阻值时，采用电流表内接＞当VAXRRR时，采用电流表外接＜当VAXRRR伏安法测电阻之内接外接选择RXVA··Pab②试触法b.选择方法：将电压表分别接a、b两点结论：两次接触，那个表示数变化明显,Rx就与那个表“近接”a.条件：未给出RX的估计阻值如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足RXRV,不适应用电流表的外接法．应用电流表的内接法．从另一个角度来看，电压表的示数没有显著变化，说明电流表的分压作用很弱，满足RXRA,应选用内接法．P应接在b处。伏安法测电阻之分压限流限流式：接一上一下分压式：接一上两下ABDCP测量电路AB测量电路AB测量电路AB测量电路AB①消耗电功率少(省电)②电路简单③电压调节范围小①消耗电功率多(耗电)②电路复杂③电压调节范围大EERRRXX~0—E必须用分压式的三种情况：1、要求用电器的电压从零开始连续变化或要求电压变化范围较大2、若用限流式，电路最小电流超过电表的量程或用电器额定电流3、变阻器的总电阻远小于待测电阻（一般指差出10倍以上）限流式选择：1、当待测电阻小于滑动变阻器电阻或差不多时，用限流式。2、若不存在以上问题，用分压式与限流式差不多时，用限流式，能耗小，电路连接简单。(2)用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＝ρl/d，得，求出电阻率.2.实验器材螺旋测微器、刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器.测定金属的电阻率1.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＝U/I).电路原理图如图2所示.ρ＝RSl＝πd2R4l＝πd2U4lI3.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金导线上三个不同位置各测一次直径，并记录.(2)连电路：按如图2所示的电路图连接实验电路.(3)量长度：用刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，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最大。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S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材.4.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果.(2)图象法：可建立I－U坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值R.5.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法；(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态.(3)测量l时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化.11.3实验：导体电阻率的测量实验三：描绘小灯泡的伏安特性曲线1.【实验目的】1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．2．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律据部分电路的欧姆定律知，定值电阻R两端的电压U与电流I成正比，即U=IR，其I—U图线是一条过原点的直线。由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大，其电阻也随着温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线。U/VI/AO2.【实验原理】1．用电流表测出流过小灯泡的电流。用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来．2．电流表外接：因为小灯泡的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化．滑动变阻器采用“分压接法”.可使小灯泡两端的电压从零开始连续变化。安培表采用“外接法”.可使测出的小灯泡的电压、电流更准确。3.【实验电路】4V0.7A”或“3.8V0.3A”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键、导线坐标纸、铅笔4.【实验步骤】(1)按照如图所示的电路图连接成实验电路（安培表外接，变阻器用分压式，开关处于断开状态，变阻器触头位于电压表读数为零处）。何处？(2)闭合开关S，移动滑动变阻器触头位置，测出12组不同的电压值U和电流值I。并将测量数据填入表格。U00.20.40.60.81.01.21.62.02.42.83.23.63.8I(3)在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴建立坐标系。在坐标系上描出各组数据所对应的点，将描出的点用平滑的曲线连结起来。就得小灯泡的伏安特性曲线。(4)拆除电路，整理仪器。1．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)3．将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线．5.【数据处理】6.【误差分析】1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差．2．电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数．3．在坐标纸上描点、作图带来操作误差．7.【注意事项】*2.为使小灯泡上的电压能零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式连接。*1.小灯泡的电阻很小。当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，故电流表应采用外接法。*3.本实验中，开关S闭合前应把滑动变阻器的滑动触头置于电压表读数为零的位置。*4.小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线I—U图线应为斜率渐小曲线。*5.画U—I曲线时不要画成折线，而应当画成平滑的曲线，对误差较大的点应当舍弃为。*6.U－I图线在U＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右测绘点要密，否则将出现很大误差．*7.电流表选择0.6A量程，电压表量程选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8V,0.3A”的小电珠，选用电压表的15V量程，若使用“2.5V,0.6A”的小电珠，则选用电压表的3V量程．*8.保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．