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第三节测量金属丝的电阻率
实验目的
(1)掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理及读数方法。
(2)练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。
(3)测量金属丝的电阻率。
实验原理
1.游标卡尺
(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪),游标尺上
还有一个深度尺(如图所示)。
(2)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺
上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度
少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,
其读数见下表:
刻度格数刻度总长度每小格与1mm精确度(可准
(分度)/mm的差值/mm确到)/mm
1090.10.1
20190.050.05
50490.020.02
(3)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺
上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm。
2.螺旋测微器
(1)构造:如图所示,螺旋测微器的测砧A和固定刻度G是固定在尺架F上的;可
调刻度H、旋钮K、微调旋钮K′是与测微螺杆P连在一起的,通过精密螺纹套在G
上。
(2)原理:可调刻度H上的刻度为50等份,每旋转一周,螺杆前进或后退0.5mm,
可调刻度每转过一等份,螺杆前进或后退0.01mm,则螺旋测微器的精确度为
0.01mm。
(3)读数。
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动
刻度读出。
②测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度
数(估读一位)×0.01(mm)。
③如图所示,固定刻度示数为2.0mm,而从可调刻度上读的示数为15.0,最
后的读数为2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm。
2.练习使用螺旋测微器
(1)测量A4纸的厚度。
(2)测量头发丝的直径。
3.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毫米刻度线是否露出。
b.因螺旋测微器的精确度为0.01mm,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上。
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。
(4)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
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