一、测定金属的电阻率
1．实验目的：①掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法以及滑动变阻器的使用方法．②学会正确地使用螺旋测微器, 掌握螺旋测微器的读数方法。③掌握用伏安法测电阻的方法。④测定金属的电阻率．
2．实验原理：①把金属丝接入电路中，用 测金属丝两端的电压，用 测金属丝中的电流，利用欧姆定律R ＝ 得到金属丝的电阻R 。②用米尺量得金属丝的长度L ，用
量得金属丝的直径d ，算出横截面积S 。③利用电阻定律R ＝ ．得出金属丝电阻率的公式 。
3．实验器材：米尺(最小刻度为毫米) 一个， 一个， 和 各一只， (阻值范围0～50Ω) 一个，电池两节，开关一个，一条适当长度的铁铬铝合金、镍铬合金等金属导线(长0．5～1 m，直径0．4 mm左右，电阻5—10Ω) 和连接导线若干．
4．实验步骤：
①用螺旋测微器测量金属导线的直径，再由直径算出金属导线的横截面积． ②用米尺测量接人电路中的被测金属导线的长度．
③按图所示电路图连接好电路．注意滑动变阻器应调在阻值最大的位置，电流表、电压表量程要选择恰当．
④闭合开关S ，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一适当的读数，并记录下来．
⑤继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表和电压表的读数．
⑥打开开关S ，拆除电路，整理好实验器材．⑦将各次记录的数据填入下表．
(1)导线长度L= (2)导线横截面积S ＝ (3)导线的电阻R ＝ (4)导线材料的电阻率ρ=
二、描绘小灯泡的伏安特性曲线
1．实验目的：描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律．
2．实验原理：金属导体的电阻率随温度的升高而 ，从而使金属导体的电阻随温度的升高而 ，对一只小灯泡来说，不发光、不正常发光和正常发光的灯丝的电阻值可相差几倍或几十倍．因此，它的伏安特性曲线应该是一条 ． 3．实验器材：4～6 V直流学生电源、小灯泡、 、 、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。
4．实验步骤：
①确定电流表、电压表的量程，使开关处于断开状态，按图所示的原理电路图连接好电路．
②将滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A 端，电路检查无误后，闭合开关S ．
③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 ，记入记录表格内，断开开关S ．
④在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示 ，横轴表示 ，对实验数据进行描点，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线．
⑤拆去实验线路，整理实验器材．
测量电阻丝时电路的选择
由于电阻丝的阻值较小，所以用伏安法测其电阻时，应有相关的要求．
【应用1】(07佛山质量检测）测定金属丝的电阻（阻值3～5Ω）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在0—0. 6A 之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。
器材选择与计算方法
【应用2】（06广州市统考卷) 图中，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率.
（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R （2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：
A. 电流表: 量程为0.6A ，内阻约为0.1Ω B. 电压表: 量程为3V ，内阻约为3k Ω
C. 滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A D. 低压直流电源：电压6V ，内阻忽略 F. 电键K ，导线若干 画出实验电路图
（3）如果实验中电流表示数为I ，电压表示数为U ，并测出该棒的长度为L 、直径为d ，则该材料的电阻率ρ= （用测出的物理量的符号表示）
小灯泡的伏安特性实验设计
【应用3】在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室各有下列器材供选择：
A ．待测小灯泡“3.0V 0.6W”
B ．电流表（量程200mA ，内阻约为20Ω） C ．电流表（量程0.6A ，内阻约为5Ω） D ．电压表（量程3.0V ，内阻约为10k Ω） E ．电压表（量程6.0V ，内阻约为20k Ω）
F ．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，额定电流50mA ） G ．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流1.0A ） H ．电源（电动势为4.0V ，内阻不计） I ．电键及导线等
（1）为了使实验完成的更好，电流表应选用 ；电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（只需添器材前面的字母即可） （2）请在线框内画出实验电路图。
数据处理与实验结论
U 和I 的数据：
（1）在甲图上画出I －U 图线.
（2）从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 （3）有一个同学在做好了上面的试验后，自己又接了一个电路，如图乙所示，经检查电路连接完全正确、接触良好，闭合电键后，发现两只灯泡中仅有一只发光．老师检查后也肯定电路连接没有问题，你认为问题可能是 。
（一）游标卡尺和螺旋测微器读数
1. 游标卡尺的读数规则是：整毫米数由主尺读出；小数部分由游标尺和主尺读出（具体方法是，游标尺的第几刻度线与主尺上的某一刻度线重合，毫米以下的读数就是n 分之几） 2. 螺旋测微器的读数方法：
测量时被测物体长度的整数部分有固定刻度上读出，小数部分由可动刻度E 读出（注意要估读一位数）。读数时，特别要注意固定刻度上表示0.5mm 的刻度线是否从“旋转套”边缘露出，避免少读0.5mm 。
例1 图（甲）是用一主尺最小分度为1mm ，游标上有20个分度的卡尺测量一工件的长度，结果如图所示。可以读出此工件的长度为____________mm．图（乙）是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数，此读数应为 mm
◇针对训练◇ 1. 读数：
（二）电表读数方法
(1)读数时应使视线垂直刻度盘表面． (2)估读问题
①最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度的下一位，在下一位按十分之一估读．
cm 20
（乙）
（甲）
10
②最小分度为“2”、“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估读．
例2 1．如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘．当用“＋”和“－0.6” 两接线柱时，能测量的最大电流是______A，对应刻度盘上每一小格代表______ A ，图中表针示数为______A；当使用电流表的“＋”和“－3”两个接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针示数为______A.
图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过______V，每小格表示______V，图中指针示数______V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示______V，图中指针示数______V.
（三）测定金属的电阻率 仪器选取及电路设计
例3 一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L 的电线，并测得其直径为D ，用多用电表测其电阻发现阻值小于1 Ω.为提高测量的精度，他从图器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(下图中用R x 表示) 的电阻
A ．电源E ：电动势为3.0 V，内阻不计
B ．电压表V 1：量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ C ．电压表V 2：量程为0～15.0 V，内阻约为6 kΩ D ．电流表A 1：量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω E ．电流表A 2：量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω F ．滑动变阻器R 1：最大阻值5 Ω，额定电流2.0 A G ．滑动变阻器R 2：最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A H ．开关S 一个，导线若干
(1)实验时电压表选________；电流表选________；滑动变阻器选________(填元件符号) ． (2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中表明元件符号． (3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件．
(4)某次测量时，电压表示数为U ，电流表示数为I ，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.
◇针对训练◇
2. 在测量金属丝电阻率的实验中, 已知电阻丝的电阻约为10Ω, 现备有下列器材供选用: A. 量程是0～0.6 A,内阻是0.5Ω的电流表 B. 量程是0～3 A,内阻是0.1Ω的电流表 C. 量程是0～3 V,内阻是6 kΩ的电压表 D. 量程是0～15 V,内阻是30 kΩ的电压表
E. 阻值为0～1 kΩ, 额定电流为0.5 A的滑动变阻器 F. 阻值为0～10Ω, 额定电流为2 A的滑动变阻器 G. 蓄电池（6 V） H. 开关一个, 导线若干
（1）电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 .
（2）若下图所示的实验仪器就是我们选定的, 请用铅笔画线连接实验电路. 3在“测定金属的电阻率”实验中, 以下操作错误的是 （ ） ．．
A. 用米尺量出金属导线的全长三次, 算出其平均值
B. 用螺旋测微器在金属导线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电流表的内接电路, 多次测量后算出平均值 D. 实验中应保持金属导线的温度不变 （二）描绘小灯泡的伏安特性曲线 描绘小灯泡的伏安特性曲线实验要点：
1、因实验要作I －U 图，要求测出包括0在内的电压、电流，所以变阻器采用 接法。 2、实验使用的小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用安培表 接法。
3、在坐标纸上，两轴选取的标度要合理，使得画出的图线尽量 。要用平滑曲线将作图，不要连接成折线。
【典型例题】 （四）仪器选取及电路设计 实验的结果分析与应用
例4 某同学用图所示电路, 测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R 随电压U 变化的图象.
（1）除了导线和开关外, 有以下一些器材可供选择:
电流表: A1（量程100 mA,内阻约2Ω）; A2（量程0.6 A,内阻约0.3Ω）. 电压表: V1（量程5 V,内阻约5 kΩ）; 滑动变阻器: R1（阻值范围0～10Ω）; Ω）
.
V2（量程15 V,内阻约15 kΩ）. R2（阻值范围0～2 kΩ）.
E 2（电动势为4 V,内阻约为0.04
电源:E1（电动势为1.5 V,内阻约为0.2Ω）;
为了调节方便, 测量准确, 实验中应选用电流表 ,电压表 ,滑动变阻器 ,电源 .（填器材的符号）
（2）根据实验数据, 计算并描绘出R —U 的图象如下图所示. 由图象可知, 此灯泡在不工作时, 灯丝电阻为 Ω; 当所加电压为3.00 V时, 灯丝电阻为 Ω, 灯泡实际消耗的电功率为 W.
（3）根据R —U 图象, 可确定小灯泡消耗电功率P 与外加电压U 的关系. 符合该关系的示意图是下列图中的（ ）
◇针对训练◇
4. 一个额定功率约为0.25 W,阻值约为100～200Ω的待测电阻, 用伏安法测它的阻值, 现备有如下器材:
A. 电压表（量程0～3 V,内阻2 kΩ） B.电压表（量程0～6 V,内阻4 kΩ） C. 电流表（量程0～50 mA,内阻20Ω） D.电流表（量程0～3 A,内阻0.01Ω） E. 滑动变阻器（阻值0～20Ω, 额定电流1 A）F. 电池组（电动势12 V,内阻较小） G. 开关、导线若干
（1）电流表应选用 ,电压表应选用 . （2）请画出实验电路图.
一、测定金属的电阻率
1．实验目的：①掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法以及滑动变阻器的使用方法．②学会正确地使用螺旋测微器, 掌握螺旋测微器的读数方法。③掌握用伏安法测电阻的方法。④测定金属的电阻率．
2．实验原理：①把金属丝接入电路中，用 测金属丝两端的电压，用 测金属丝中的电流，利用欧姆定律R ＝ 得到金属丝的电阻R 。②用米尺量得金属丝的长度L ，用
量得金属丝的直径d ，算出横截面积S 。③利用电阻定律R ＝ ．得出金属丝电阻率的公式 。
3．实验器材：米尺(最小刻度为毫米) 一个， 一个， 和 各一只， (阻值范围0～50Ω) 一个，电池两节，开关一个，一条适当长度的铁铬铝合金、镍铬合金等金属导线(长0．5～1 m，直径0．4 mm左右，电阻5—10Ω) 和连接导线若干．
4．实验步骤：
①用螺旋测微器测量金属导线的直径，再由直径算出金属导线的横截面积． ②用米尺测量接人电路中的被测金属导线的长度．
③按图所示电路图连接好电路．注意滑动变阻器应调在阻值最大的位置，电流表、电压表量程要选择恰当．
④闭合开关S ，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一适当的读数，并记录下来．
⑤继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表和电压表的读数．
⑥打开开关S ，拆除电路，整理好实验器材．⑦将各次记录的数据填入下表．
(1)导线长度L= (2)导线横截面积S ＝ (3)导线的电阻R ＝ (4)导线材料的电阻率ρ=
二、描绘小灯泡的伏安特性曲线
1．实验目的：描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律．
2．实验原理：金属导体的电阻率随温度的升高而 ，从而使金属导体的电阻随温度的升高而 ，对一只小灯泡来说，不发光、不正常发光和正常发光的灯丝的电阻值可相差几倍或几十倍．因此，它的伏安特性曲线应该是一条 ． 3．实验器材：4～6 V直流学生电源、小灯泡、 、 、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。
4．实验步骤：
①确定电流表、电压表的量程，使开关处于断开状态，按图所示的原理电路图连接好电路．
②将滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A 端，电路检查无误后，闭合开关S ．
③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 ，记入记录表格内，断开开关S ．
④在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示 ，横轴表示 ，对实验数据进行描点，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线．
⑤拆去实验线路，整理实验器材．
测量电阻丝时电路的选择
由于电阻丝的阻值较小，所以用伏安法测其电阻时，应有相关的要求．
【应用1】(07佛山质量检测）测定金属丝的电阻（阻值3～5Ω）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在0—0. 6A 之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。
器材选择与计算方法
【应用2】（06广州市统考卷) 图中，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率.
（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R （2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：
A. 电流表: 量程为0.6A ，内阻约为0.1Ω B. 电压表: 量程为3V ，内阻约为3k Ω
C. 滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A D. 低压直流电源：电压6V ，内阻忽略 F. 电键K ，导线若干 画出实验电路图
（3）如果实验中电流表示数为I ，电压表示数为U ，并测出该棒的长度为L 、直径为d ，则该材料的电阻率ρ= （用测出的物理量的符号表示）
小灯泡的伏安特性实验设计
【应用3】在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室各有下列器材供选择：
A ．待测小灯泡“3.0V 0.6W”
B ．电流表（量程200mA ，内阻约为20Ω） C ．电流表（量程0.6A ，内阻约为5Ω） D ．电压表（量程3.0V ，内阻约为10k Ω） E ．电压表（量程6.0V ，内阻约为20k Ω）
F ．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，额定电流50mA ） G ．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流1.0A ） H ．电源（电动势为4.0V ，内阻不计） I ．电键及导线等
（1）为了使实验完成的更好，电流表应选用 ；电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（只需添器材前面的字母即可） （2）请在线框内画出实验电路图。
数据处理与实验结论
U 和I 的数据：
（1）在甲图上画出I －U 图线.
（2）从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 （3）有一个同学在做好了上面的试验后，自己又接了一个电路，如图乙所示，经检查电路连接完全正确、接触良好，闭合电键后，发现两只灯泡中仅有一只发光．老师检查后也肯定电路连接没有问题，你认为问题可能是 。
（一）游标卡尺和螺旋测微器读数
1. 游标卡尺的读数规则是：整毫米数由主尺读出；小数部分由游标尺和主尺读出（具体方法是，游标尺的第几刻度线与主尺上的某一刻度线重合，毫米以下的读数就是n 分之几） 2. 螺旋测微器的读数方法：
测量时被测物体长度的整数部分有固定刻度上读出，小数部分由可动刻度E 读出（注意要估读一位数）。读数时，特别要注意固定刻度上表示0.5mm 的刻度线是否从“旋转套”边缘露出，避免少读0.5mm 。
例1 图（甲）是用一主尺最小分度为1mm ，游标上有20个分度的卡尺测量一工件的长度，结果如图所示。可以读出此工件的长度为____________mm．图（乙）是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数，此读数应为 mm
◇针对训练◇ 1. 读数：
（二）电表读数方法
(1)读数时应使视线垂直刻度盘表面． (2)估读问题
①最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度的下一位，在下一位按十分之一估读．
cm 20
（乙）
（甲）
10
②最小分度为“2”、“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估读．
例2 1．如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘．当用“＋”和“－0.6” 两接线柱时，能测量的最大电流是______A，对应刻度盘上每一小格代表______ A ，图中表针示数为______A；当使用电流表的“＋”和“－3”两个接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针示数为______A.
图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过______V，每小格表示______V，图中指针示数______V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示______V，图中指针示数______V.
（三）测定金属的电阻率 仪器选取及电路设计
例3 一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L 的电线，并测得其直径为D ，用多用电表测其电阻发现阻值小于1 Ω.为提高测量的精度，他从图器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(下图中用R x 表示) 的电阻
A ．电源E ：电动势为3.0 V，内阻不计
B ．电压表V 1：量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ C ．电压表V 2：量程为0～15.0 V，内阻约为6 kΩ D ．电流表A 1：量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω E ．电流表A 2：量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω F ．滑动变阻器R 1：最大阻值5 Ω，额定电流2.0 A G ．滑动变阻器R 2：最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A H ．开关S 一个，导线若干
(1)实验时电压表选________；电流表选________；滑动变阻器选________(填元件符号) ． (2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中表明元件符号． (3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件．
(4)某次测量时，电压表示数为U ，电流表示数为I ，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.
◇针对训练◇
2. 在测量金属丝电阻率的实验中, 已知电阻丝的电阻约为10Ω, 现备有下列器材供选用: A. 量程是0～0.6 A,内阻是0.5Ω的电流表 B. 量程是0～3 A,内阻是0.1Ω的电流表 C. 量程是0～3 V,内阻是6 kΩ的电压表 D. 量程是0～15 V,内阻是30 kΩ的电压表
E. 阻值为0～1 kΩ, 额定电流为0.5 A的滑动变阻器 F. 阻值为0～10Ω, 额定电流为2 A的滑动变阻器 G. 蓄电池（6 V） H. 开关一个, 导线若干
（1）电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 .
（2）若下图所示的实验仪器就是我们选定的, 请用铅笔画线连接实验电路. 3在“测定金属的电阻率”实验中, 以下操作错误的是 （ ） ．．
A. 用米尺量出金属导线的全长三次, 算出其平均值
B. 用螺旋测微器在金属导线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电流表的内接电路, 多次测量后算出平均值 D. 实验中应保持金属导线的温度不变 （二）描绘小灯泡的伏安特性曲线 描绘小灯泡的伏安特性曲线实验要点：
1、因实验要作I －U 图，要求测出包括0在内的电压、电流，所以变阻器采用 接法。 2、实验使用的小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用安培表 接法。
3、在坐标纸上，两轴选取的标度要合理，使得画出的图线尽量 。要用平滑曲线将作图，不要连接成折线。
【典型例题】 （四）仪器选取及电路设计 实验的结果分析与应用
例4 某同学用图所示电路, 测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R 随电压U 变化的图象.
（1）除了导线和开关外, 有以下一些器材可供选择:
电流表: A1（量程100 mA,内阻约2Ω）; A2（量程0.6 A,内阻约0.3Ω）. 电压表: V1（量程5 V,内阻约5 kΩ）; 滑动变阻器: R1（阻值范围0～10Ω）; Ω）
.
V2（量程15 V,内阻约15 kΩ）. R2（阻值范围0～2 kΩ）.
E 2（电动势为4 V,内阻约为0.04
电源:E1（电动势为1.5 V,内阻约为0.2Ω）;
为了调节方便, 测量准确, 实验中应选用电流表 ,电压表 ,滑动变阻器 ,电源 .（填器材的符号）
（2）根据实验数据, 计算并描绘出R —U 的图象如下图所示. 由图象可知, 此灯泡在不工作时, 灯丝电阻为 Ω; 当所加电压为3.00 V时, 灯丝电阻为 Ω, 灯泡实际消耗的电功率为 W.
（3）根据R —U 图象, 可确定小灯泡消耗电功率P 与外加电压U 的关系. 符合该关系的示意图是下列图中的（ ）
◇针对训练◇
4. 一个额定功率约为0.25 W,阻值约为100～200Ω的待测电阻, 用伏安法测它的阻值, 现备有如下器材:
A. 电压表（量程0～3 V,内阻2 kΩ） B.电压表（量程0～6 V,内阻4 kΩ） C. 电流表（量程0～50 mA,内阻20Ω） D.电流表（量程0～3 A,内阻0.01Ω） E. 滑动变阻器（阻值0～20Ω, 额定电流1 A）F. 电池组（电动势12 V,内阻较小） G. 开关、导线若干
（1）电流表应选用 ,电压表应选用 . （2）请画出实验电路图.