2014.03.20 20:07
金属电阻率测定是高中物理学的重要实验。
R=ρl/S,测量ρ需要测量R、l还有S的大小。
(1)用游标卡尺(当然也可以用螺旋测微器)测量横截面积S的半径,然后取出S;
(2)用刻度尺测量被测金属丝的长度l;
(3)用伏安法测量金属的电阻R(金属丝电阻的测量不是本文的重点,有疑问的学生查看左链接),必须考虑电流表内外连接。
(4)使用公式R=ρl/S解电阻率ρ;
以下是内接法和外接法的介绍。
选择电流表内接法和外接法
不难理解电流表的内外接法。让我们来看看两张图片
左图中的电流表位于电压表接线柱的外侧,我们称之为外接法;在右图中,电流表位于电压表的内部,我们称之为内接法。
总之,内外法是指电流表(相对于电压表)的位置。
电流表内接法和外接法对测量电阻的影响分析
(1)电流表内接法导致测量值大于真实值
如上图右图所示,电流表测量值为真实值,电压表测量值大于真实值,因为它测量Rx与电流表的总电压。这样,通过R=U/I计算;测量结果大于真实值;因为分子变大了。
(2)电流表小于真实值
如上图左图所示,电流表的测量值大于实际值,因为它测量Rx电压表的总电流,电压表的测量值为真实值。这样,通过R=U/I计算;测量结果小于真实值;因为分母变大了。
同学们可以在课下分别画出上述两种测量模式下的U-I图来。
选择电流表内接法和外接法
取参考量R=√(Ra*Rv);其中Rv、Ra分别代表实验中电压表和电流表的电阻值;实验题中待测电阻值为Rx;
当R>Rx在估计值时,我们认为参考量R值较大,必须是Rv起主导作用(Rv数值过大导致R较大),认为Rv选择外接法比较理想。
当R<Rx在估计值时,我们认为参考量R值较大,必须是Ra起主导作用(Ra数值过小导致R偏低)Ra选择内接法比较理想。
课堂上老师讲解速度很快,基本你能跟上,课下很容易忘。要想吃透这里,同学们需要借助上述两幅图,在课下多自己推导几遍,自己自主学习的效率和效果都是最好的。
螺旋测微器读数测量金属的电阻率
螺旋测微器的读数采用主尺 读取副尺的方法。需要注意的是,副尺需要估读。以下三张图为例,对学生进行实战考察。
读数为(0 39.8×0.01)mm
读数为(0.5 19.5×0.01)mm
读数为(6.5+20.3×0.01)mm
参考文献
扫描王尚微信公众号teacherws,可免费获取价值98元的视频资料:《物理重难80讲》。