实验十一：测定金属的电阻率
【实验目的】
1、练习使用螺旋测微器；
2、学会用伏安法测量电阻的阻值； 3、测定金属的电阻率。 【实验原理】
根据电阻定律公式R??l，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的S横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻率。
【实验器材】
被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0--0.6A)，电压表（0--3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，毫米该度尺。 【实验步骤】
V 1、用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直
径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。
Rx 2、 按图11-1所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验
R 电路。 A 3、 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，
反复测量3次，求出其平均值l。
图11－1 4、 把滑动变阻器的滑动片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，闭合电键S，改变滑动变
阻器滑动片的位置，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，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。
RS?d2U?5、 将测得R、d、l的值，代入电阻率计算公式??中，计算出金属导线的电阻l4lI率。
6、 拆去实验线路，整理好实验器材。
【注意事项】
1、本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
2、实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
3、测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。
4、闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。
5、在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
6、求R的平均值可用两种方法：第一种是用R?U算出各次的测量值，再取平均值；第二种I是用图象（U-I图线）的斜率来求出，若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两测，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 【实验数据记录和处理】
表11－1 1 2 3 次序 d的平均值 横截面积S 直径d 次序 长度l 1 2 表11－2 3 l的平均值 表11－3
次序 1 2 3 U/V I/A R/Ω R的平均值 将测得的R、l、d值，代入电阻率计算公式 中，计算出金属导线的电阻率为： 。 【问题与讨论】
1．实验电路为什么必须采用电流表外接法？
2．现有实验器材：干电池（4节），滑线变阻器（0—20Ω），单刀双掷电键一个，单刀单掷电键一个，电流表（0—0.6A），电阻箱（0—999.9Ω），导线若干。能否用上述器材测定电阻丝的电阻？若能，请说明测量方法。
若将上述器材中的“电流表（0—0.6A）”换成“电压表（0—3V）”呢？
【巩固练习】
1．在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是 A．用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值
B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路，多次测量后算出其平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变
2．在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是（ ）
A、若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面的漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮掉漆皮，而两端接头部分则要用砂布打磨干净，以保证电路接触良好。
B．用米尺反复测量3次导线的总长，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中。
C．估计待测金属导线的电阻值大小，选择合适的仪器和实验电路。
D．合上电键S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流强度和电压的数值，计算出导线的电阻R。
3．用伏安法测电阻，应当用滑动变阻器改变通过待测电阻的电流强度，以便多测几组数据。如图11-2所示，变阻器有a、b两种接法，关于这两种接法，下列说法中正确的是（ ）
A、变阻器在a图中作分压器使用，在b图中作限流器使用。
B、若变阻器的全阻值比待测电阻小时，用b电路能较大范围地调节RX中的电流强度。 C、若变阻器的全阻值比待测电阻大时，用a电路能较大范围地调节RX中的电流强度。 D、若变阻器的全阻值比待测电阻小得多时，用a电路能较大范围地调节RX中的电流强度。
4．有一个未知电阻RX，用图11-3中的(a)(b)两种电路分别对它进行测量。用(a)图电路测量时，两表读数分别为6V、6MA；用(b)图电路测量时，两表读数分别为 5.9V、10mA，则用 图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值RX= ?，测量值比真实值偏 。（填“大”或“小”）
5．欲用伏安法测定一段阻值约为5?左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
图11－4
A．电池组（3V，内阻1?）； B．电流表（0~3A，内阻0.025?） C．电流表（0~0.6A，内阻0.125?） D．电压表（0~3V，内阻3k?） E．电压表（0~15V，内阻15k?） F．滑动变阻器（0~20?，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0~2000?，额定电流0.3A）
图11－5 H．电键、导线。
（1）上述器材中应选用的是________。（填写各器材的字母代号） （2）实验电路应采用电流表________接法。（填“内”或“外”）
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图11－4所示，图示中I=_______A，
U=________V。
（4）将图11－5中给定的器材连成实验电路。
实验十二：描绘小灯泡的伏安特性曲线
【实验目的】
V 1．描绘小灯泡的伏安特性曲线。
2．理解并检验灯丝电阻随温度升高而增大。
A 3．掌握仪器的选择和电路连接。
【实验原理】 1．根据部分电路欧姆定律，一纯电阻R两端电压
C A B U与电流I总有U=I·R，若R为定值时，u—I图线为一
过原点的直线。小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其电阻也就随温度的升高而增大。而通过小
S 灯泡灯丝的电流越大，灯丝的
温度也越高，故小灯泡的伏安特性曲线(u—I曲线)应为曲线。
2．小灯泡(3.8V，0．3A)电阻很小，当它与电流表(0．6A)串联时，电流表的分压影响很大，为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，即U、I的值，电流表应采用外接法，为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式连接。
3．实验电路如右图12-1所示，改变滑动变阻器的滑片的位置，从电压表和电流表中读出
几组I、U值， 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象。
【实验器材】
小灯泡(3．8V，0．3A)，电压表(0-3V-15V)，电流表(0-0．6A-3A)， 滑动变阻器(20Ω)，学生低压直流电源，电键，导线若干，坐标纸、铅笔。
【实验步骤】
1．如图所示连结电路安培表外接，滑线变阻器接成分压式。电流表采用0．6A量程，电压表先用0～3V的量程，当电压超过3V时采用15V量程。
2．把变阻器的滑动片移动到一端使小灯泡两端电压为零
3．移动滑动变阻触头位置，测出15组不同的电压值u和电流值I，并将测量数据填入表格。 4．在坐标纸上以u为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，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，以所描图线充分占据整个坐标纸为宜。)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。 【注意事项】
1．实验过程中，电压表量程要变更：U<3V时采用0—3V量程，当U>3V时采用0—15V量程。 2．读数时，视线要与刻度盘垂直，力求读数准确。
3．实验中在图线拐弯处要尽量多测几组数据(U／I值发生明显变化处，即曲线拐弯处。此时小灯泡开始发红，也可以先由测绘出的U—I图线，电压为多大时发生拐弯，然后再在这一范围加测几组数据)
4．在电压接近灯泡额定电压值时，一定要慢慢移动滑动触头。当电压指在额定电压处时，测出电流电压值后，要马上断开电键。
5．画u—I曲线时不要画成折线，而应画成平滑的曲线，对误差较大的点应当舍弃。 【实验数据记录和处理】 U（V） I（A） U（V） I（A）
0 1.4 0.2 1.6 0.4 2.0 0.6 2.4 0.8 2.8 1.0 3.2 1.2 3.6 此处贴坐标纸
【问题与讨论】
1．此实验为什么采用电流表外接法？
2．此实验为什么采用分压电路？ 3．小灯泡的电阻是定值吗？用你的数据计算几个不同电流时的电阻值并说明随电流的增大小灯泡的电阻的变化规律。
【巩固练习】
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其它选择的器材有：
电压表V1(量程6V，内阻20Ω)
电压表V2(量程20V，内阻60kΩ) 电流表A1(量程3A，内阻0．2Ω) 电流表A2(量程0．6A，内阻lΩ) 变阻器R1(0—1000Ω，0．5A) 变阻器R2(O一20Ω，2A) 学生电源E(6—8V) 开关S及导线若干
实验中要求电压表在0—6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值u和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用 ，变阻器应选用 。在如图所示方框中画出实验的原理图。