测UIR实验.doc

一、测定金属的电阻率 1．实验目的 学会用伏安法测量电阻的阻值，测定出金属的电阻率． 2．实验原理 由电阻定律及则得金属的电阻率 . 3．主要测量量 导线的电阻R用伏安法测得，如图所示． （1）测出电阻线两端的电压U及通过电阻线的电流I，计算电阻R应多次测量，取其平均值． （2）用米尺量出金属导线接入电路的长度l． （3）用螺旋测微器测出导线的直径d，则横截面积S =. 4．注意事项 （1）伏安法测电阻，因金属导线电阻小，应选择电流表外接，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态． （2）测量电阻线的长度时，要测量连入电路中的有效长度． （3）测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化． （4）要明确螺旋测微器的读数原理，会正确读数． 【例1】用伏安法测量一个阻值约为50Ω的定值电阻，器材规格如下：A．电池组（6V，内阻很小）；B．电流表（0～50mA，内阻20Ω）；C．电压表（0～3V，内阻5kΩ）；D．滑动变阻器（0～10Ω，1A）；E．电键一个，导线若干条．根据器材规格和实验要求，在本题的实物图上连线．[如图（a）所示] 【解析】要圆满解决此问题，首先在原理上必须解决好两个问题：一是变阻器的连接方式，另一个是的内、外接问题．解决此类问题的原则是：“安全、准确（误差小）、简单、节能”． 若该电路变阻器连成限流式，变阻器上的最大分压不会超过1 V，而电源的E = 6 V，被测电阻上电压将大于5V，由此可知，电压表、电流表不能承受（即安全方面出问题），因此变阻器必连成分压式；至于表的内外接，可根据Rx/RA = 2.5RV/Rx = 5×103/50 = 100，故选用表的外接法．实验原理图如图（b）示．然后按原理图进行实物图连接. 【例2】在测定金属电阻率的实验中，螺旋测微器的读数和连接电路的实物图如图所示，下述结论中正确的是（ ）． A．金属丝半径是70.600×10–3m B．滑动变阻器起不到变阻作用 C．电压表接法不正确 D．电流表的量程选用不当 【解析】选B、C．因为螺旋测微器的读数为0.600mm，故半径为0.300×10–3m；滑动变阻器的滑片未接，起不到变阻作用，电压表应接在电阻线两端. 【解析】填“减小偶然误差；避免由于电阻丝的粗细不匀而引起的误差”． 【例3】在本实验中，某同学测得电阻丝的长度为92.00cm，接着进行的测量是： ①用没有零误差的螺旋测微器测量电阻丝的直径．螺旋测微器的示数如图所示，由此可知电阻丝的直径d = m，计算得出电阻丝的横截面积S = m2． ②用伏安法测量电阻丝的电阻，电流表和电压表的示数如图所示，可知电阻丝两端的电压U = ，通过电阻丝的电流I = ，电阻丝的电阻R = . ③依据上述数据求得电阻的电阻率= . 【解析】①5.20×10– 4，2.12×10–7 ②2.20 V，0.53A，电阻R = ③电阻率 二、测定电池的电动势和内电阻 1．实验目的 测定电池的电动势和内电阻 2．实验原理 实验电路如图所示，对外电路来说电流表采用“内接法”，这样保证了电动势和内阻的测量误差都较小． （1）改变R的阻值，测出几组I、U的数据，由全电路欧姆定律有： E = U1 + I1r E = U2 + I2r E = U3 + I3r …………… 可求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值． （2）利用测出的几组值I、U，画出U - I图象，求出E、r值． 3．实验条件： 干电池的放电电流一般不得超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A放电电流过大，会引起电池电动势的明显变化，不易测准． 4．注意事项 （1）应使用内阻大些（用过一段时间）的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时发生严重的极化现象，使得E和r明显变化． （2）画U - I图象时，为画图准确应尽量利用坐标纸将图象画得较大，以提高精确度，并且纵轴坐标可以不从零开始，用截距求E = ？用斜率r =求内阻大小． 【例题】利用电流表和两个阻值不同的定值电阻，可以测定电源的电动势和内电阻．在所用器材中电流表A量程为0～0.6A～3A，定值电阻Rl和R2的阻值都约在5Ω～10Ω之间．电源为一节干电池，还有开关S1、单刀双掷开关S2及电线若干． （1）请按如图（a）所示电路图要求在如图（b）所示实物图上连线. （2）若考虑到电流表内阻rA对测量的影响，那么测量值与真实值相比，有E测 E真，r测 r真（选填“＞”、“＜”或“=”． （3）需要读取的数据是 . （4）其计算公式是r = ；E = . 【解析】（1）如图（c） （2）不考虑对电路影响，