高中物理实验导体电阻率的测量

高中物理实验设计

测定金属的电阻率

摘要 由电阻定律R L可得 ，则只要测出金属导线长度L，横截面积S由导线直径d算出，再用伏安法测出金属丝的电阻R，就可以算出导线的电阻率 .

关键词

金属的电阻率 电阻定律 伏安法测电阻

正文 根据新课标对高中生动手能力的要求以及对学生创新意识的培养，让学生从常见的实验以及已有的理论知识出发，测量一些常见的物质特性系数，本文就电阻率这一系数的测量进行了方案设计，以达到相应的教学目的，以及使学生学会用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率、练习使用螺旋测微器。具体内容见下文。

首先，本实验的原理是，根据电阻定律R L （1） 可得 ， （2） 则只要测出金属导线长度L和导线直径d，算出横截面积S（由导线直径d算出），再用伏安法测出金属丝的电阻R，就可以算出导线的电阻率 。

由此得到实验原理图如右图示：

根据实验原理图可以用到的仪器有:待测金属电阻丝、学

生电源（4V）、安培表（0-0.6A）、伏特表（0-3V）、滑动变阻

器（50Ω）、刻度尺、螺旋测微器、导线若干和电键等。

本实验的关键就是要清楚伏

第4课时 实验：测定金属导体电阻率 电阻的测量

【要点导学】

1．滑动变阻器的两种接法：在图7-4-1中分别画出限流接法和分压接法．并讨论两种接法的好处。

图7-4-1 2．伏安外接法和内接法的区别是什么? 在图7-4-2中画出电路图并进行误差分析。

图7-4-2 3.游标卡尺和螺旋测微仪的读数。 （1） 游标卡尺：

① 以游标尺零刻线位置为准，在主尺上读取毫米数Ｌ．

② 看游标尺上第几条刻线与主尺上的某一刻线（不管是第几条刻线）对齐，从游标上读出毫米以下的小数为n?L，式中n为与主尺某刻线对齐的游标尺第n条刻线，?L为该游标卡尺的精度． ③ 得出读数为L?n?L．

注意点：① 游标卡尺的精度分三种：游标尺10分度的精度为0.1mm，20分度的精度为0.05mm，50分度的精度为0.02mm；② 游标卡尺不需要估读． （2） 螺旋测微器：

螺旋测微器读数时，先从固定刻度上读出露出的刻度值，注意固定刻度上有整毫米和半毫米两行刻度线，若半毫米刻度线未露出，则只读其整毫米部分，若半毫米刻度线已露出，则连同半毫米读出；再读可动刻度部分的读数，看可动刻度转过多少，即可动读数，再乘以精确度，两者相加即为被测物体长度．

用公

实验十八 四探针法测量薄膜电阻率

一、实验目的

1．熟悉四探针法测量薄膜电阻率的原理和特点； 2．测定一些薄膜材料的电阻率；

3．了解薄膜厚度对薄膜电阻率的影响（尺寸效应）；

薄膜材料是微电子技术的基础材料。薄膜是人工制作的厚度在1微米（10-6米）以下的固体膜，“厚度1微米以下”并不是一个严格的区分定义。薄膜一般来说都是被制备在一个衬底（如：玻璃、半导体硅等）上，由于薄膜的厚度（简称：膜厚）是非常薄的，因此膜厚在很大程度上影响着薄膜材料的物理特性（如，电学性质、光学性质、磁学性质、力学性质、铁电性质等）。这种薄膜材料的物理特性受膜厚影响的现象被称为尺寸效应。尺寸效应决定了薄膜材料的某些物理、化学特性不同于通常的块体材料，也就是说，同块体材料相比，薄膜材料将具有一些新的功能和特性。因此，尺寸效应是薄膜材料（低维材料）科学中的基本而又重要的效应之一。

金属薄膜的电阻率是金属薄膜材料的一个重要的物理特性，是科研开发和实际生产中经常测量的物理特性之一，在实际工作中，通常用四探针法测量金属薄膜的电阻率。四探针法测量金属薄膜的电阻率是四端子法测量低电阻材料电阻率的一个实际的应用。

二、实验原理

在具有一定电阻率ρ的导体表面上，四根金属探针在任意点

金属薄膜电阻率实验数据

一、实验测量及数据处理：

数据记录表格

金属薄膜电阻率测量数据记录表(溅射时间4min) 膜厚d=532.8*10^-10m 电流I/mA 正向电压V+/mA 负向电压V-/mV 平均电压V/mV 0.3514 0.427 -0.425 0.426 0.4467 0.542 -0.54 0.541 0.5625 0.682 -0.681 0.6815 0.6885 0.835 -0.833 0.834 0.7995 0.992 -0.989 0.9905 0.9569 1.187 -1.184 1.1855 1.459 1.806 -1.808 1.807 2.951 3.652 -3.654 3.653 3.643 4.51 -4.511 4.5105 金属薄膜电阻率测量数据记录表(溅射时间8min) 膜厚d=1065.6*10^-10m 电流I/mA 0.7294 1.6518 2.965 4.64 7.938 10.128 11.401 13.888 16.703 正向电压V+/mA 0.184 0.418 0.752 1.177 2.014 2.57 2.893 3.524 4.238 负向电压V-/m

高二物理教学教案

高中物理电阻的测量教学教案

（一）知识目标

1、理解伏安法测电阻的原理。

2、知道伏安法测电阻有内接和外接两种方法。

3、理解两种方法的误差原因，并能在实际中作出选择。

4、理解多用电表直流电流档、直流电压档、欧姆档的基本原理．

（二）能力目标

1、通过本课的测量误差分析，实际测量对比分析，培养学生动手操作能力和分析能力。

2、了解欧姆表的原理，学会使用欧姆表。

3、练习使用多用电表。

（三）情感目标

1、通过本课学生测量分析，器材选择判断，树立学生知识来源于实践，应用于实践的观点。

教学设计示例

电阻的测量

一、教学目标

1、在物理知识方面的要求：

（1）了解用伏安法测电阻，知道伏安法测电阻有内接和外接两种方法，无论用“内接法”还是“外接法”，测出的阻值都有误差。

（2）懂得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压作用造成的，并能在实际中根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。

（3）知道欧姆表测电阻的原理。

2、能力方面的要求：

（1）引导学生理解观察内容的真实性，鼓励学生寻查意外现象及异常现象所发生的原因。

（2）通过本课的测量误差分析，实际测量对比分析，培养学生动手操作能力和分析能力。

（3）培养学生细心操作、认真观察的习惯和分析实际问题的能力。

二、重点、难

高三物理实验复习详细学案,包括练习有答案

2014.12.19

班级____________ 座号____________ 姓名____________ 成绩____________

§8.11测定金属的电阻率

【实验目的】

1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法． 2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 3.会用，并能测定金属的电阻率． 【实验原理】

根据欧姆定律 和电阻定律 ，测量一段金属丝的长度l，和它的直径d，计算出导线的横截面积S= ，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率

【实验器材】

被测金属丝，毫米刻度尺，螺旋测微器（千分尺），电压表，电流表，直流电源，开关，滑动变阻器，导线若干。 【实验步骤】

要求：将下列实验步骤补充完整并正确排列顺序 ： ．．A．用 测量接入电路中的被测金属丝的长度，反复测量3次，求出其平均值l。

B．用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。 C．按如图所示的电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路，将滑动变阻器的阻值

高三物理实验复习详细学案,包括练习有答案

2014.12.19

班级____________ 座号____________ 姓名____________ 成绩____________

§8.11测定金属的电阻率

【实验目的】

1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法． 2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 3.会用，并能测定金属的电阻率． 【实验原理】

根据欧姆定律 和电阻定律 ，测量一段金属丝的长度l，和它的直径d，计算出导线的横截面积S= ，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率

【实验器材】

被测金属丝，毫米刻度尺，螺旋测微器（千分尺），电压表，电流表，直流电源，开关，滑动变阻器，导线若干。 【实验步骤】

要求：将下列实验步骤补充完整并正确排列顺序 ： ．．A．用 测量接入电路中的被测金属丝的长度，反复测量3次，求出其平均值l。

B．用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。 C．按如图所示的电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路，将滑动变阻器的阻值

物理作业纸

班级：_________ 姓名：__________ 日期：________

————————————————————————————————————————————— 课题：测电阻丝的电阻率

1．(2017·玉环中学模拟)北京市技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检验负责人说：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但把横截面积缩小了，买2.5平方毫米的线，拿到手的线可能是1.5平方毫米或1.5平方毫米多一点，载流量不够；还有一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求??”．

(1)现从一捆横截面积为1平方毫米的不合格的电线中截取一段，采用绕线法测量其横截面积，读数如图1甲所示，可得该导线的半径约为________mm(保留3位有效数字)；经你判断该导线的横截面积________(填“合格”或“不合格”)．

(2)欲测量该捆电线的电阻率是否合格，经查阅，纯铜的电阻率为1.8×108 Ω·m.取长度为100 m(真

－

实长度)的该电线，并用伏安法测量其电阻，所用器材有： A．电源(电动势约为5

第三单元 实验：测定金属的电阻率

一、实验目的

1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法； 2．掌握螺旋测微器的使用和读数方法；

3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率． 二、实验原理

1．把金属丝接入电路中，用伏安法测导线的电U

阻R(R＝ )．电路原理如图1所示．

I

2．用米尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径，算出横截面积S.

l

3．利用电阻定律R＝ρ，得出金属丝电阻率的

S公式ρ＝

RS. l

三、实验器材

金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线若干．

四、实验步骤

1．用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同的位置各测一次直径，求出其平均值d.计算出导线的横截面积S.

2．按图2所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路．

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.

4．把滑动变阻器的滑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，闭合开关S.改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内．断开开关S.求出导线电阻R的平均值．

5．将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公RSπd2U

GB/T 17949.1-2000 接地系统的土壤电阻率、接低阻抗和地面点位测量导则 第1部分:常规测量_1

中华人民共和国国家标准

接地系统的土壤电阻率、接低阻抗和 地面点位测量导则

第

1部分:常规测量

Guide for measuring earth resistivity,

Ground impedance and earth surface potentials Of a ground system—Part 1:Normal measurements 1 目的

1.1 制定本标准的目的在于介绍接地电阻、接地阻抗、土壤电阻率、地电流形成的地面电位梯度等的测

量技术现状，和用比例模型试验预测接地电阻和地面电位梯度的方法。本标准还介绍影响仪器选择和各种测量技术的因素。这些因素是：测量的目的、所要求的标准度、现有的仪器类型、误差产生的原因、所测的地或接地系统的特性等。

1.2 本标准可帮助技术人员取得准确、可靠的数据，并正确分析这些数据。本导则所提供的测试步骤，有利于人身和财产安全，并可防止对相邻运行设备的干扰。

2 范围

2.1本标准的测试方法包括：

（1）测量从小型接地棒、接地板到电站大型接地系统等各种接地极的电阻和接地抗阻