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15 实验:导体电阻率的测量_第2课时

免费读1262字2024-07-22

  老师:电阻氯是反映导体材料导电性能的物理量,今天我们来测量导体的电阻率。要想测量导体的电阻率,请同学们思考如下两个问题,一、测量金属丝的电阻率依据的物理规律是什么?2、需要测定哪些物理量?根据上述两个问题,我们先明确实验原理。我们刚刚学过,导体的电阻r跟它的长度l成正比,跟它的横截面积s成反比。导体的电阻和电阻率有关,写成表达式为,r等于rowLBS,电阻丝的横截面积不能直接测量,可通过测量直径d得到,即s等于四分之pi立方,从而可以得到电阻率row等于4L分之派d方r。根据表达式可知,只需要测量电阻丝的电阻r、直径d和电阻丝有效长度l就可测得金属丝的电阻率。给同学们提供如下实验器材,请同学们从中选择合适的器材,设计实验方案并完成实验。

  老师:电流表a一0-0.6安量成内阻约为0.125欧,电流表AR,0-3安量程内阻约为0.025欧。电压表V10-3伏量乘内阻约为3000欧。电压表V20-15伏量成内阻约为15千欧,电源电压约为3伏。滑动变阻器最大值5欧。待测金属丝的总电阻约为10欧。

  老师:一个开关和若干导线测量长度的工具,毫米刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器。设计实验方案一,长度的测量本实验需要测量接入电路中电阻丝的有效长度l和电阻丝的直径d。实验提供了毫米刻度尺、游标卡尺和螺旋测位器三种测量工具。测量工具的选择既要考虑使用的方便,也要考虑测量误差的大小,我们分别进行选择。一、测量电阻丝的有效长度l要选用哪种测量工具?电阻丝总长度为几十厘米,所以应选用毫米刻度尺,刻度尺的分度值为1毫米,可估图到0.1毫米。二、测量电阻丝的直径d要选用哪种测量工具?因为电阻丝比较细,所以直接用刻度尺测量就会产生比较大的误差。提供如下两种方案可选。方案一、用刻度尺测量电阻丝的直径,如图所示,取一段电阻丝在圆柱形物体上紧密缠绕,用刻度尺测量出总宽度,再除以圈数,通过累积法提高测量的准确度。方案二、用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径,为了测量方便和减小误差,选用螺旋测微器进行测量,其分度值为0.01毫米,可读到0.001毫米。二、电阻丝电阻的测量初中我们就学过使用伏安法测量导体的电阻,需要测量电压和电流两个物理量,那么就要选择合适量程的电压表和电流表,所以第一步选择电表量程。为了尽可能准确地测量电流和电压,电流表和电压表应选择什么量程?电源电压约为3伏,因此电压表选择V10-3伏量乘。由于待测电阻丝阻值大约为10欧,电路中最大电流约为3/10,大约为0.3安,因此电流表选A10-0.6安量成。第二步设计测量电路用伏安法测量电阻的电路有两种,一种是如左图所示的电流表内接法,另一种是如右图所示的电流表外接法。之前的学习我们知道,电压表和电流表都不是理想电表,由于电压表和电流表内阻的影响,两种测量电路都存在系统误差,我们分别对其进行分析,然后选择本实验所选用的测量电路

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