一、实验目的
1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法．
2．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．
3．会用伏安法测电阻的方法测定金属的电阻率．

二、实验原理

把电阻丝连入如图所示的电路，用电压表测其两端电压，用电流表测电流，根据R_x=U/I计算金属丝的电阻R_x，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S，根据电阻定律计算出电阻率．

 

三、实验器材

毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝．

四、实验步骤
1．测直径：用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d的平均值．
2．测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，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，求出L的平均值．
3．连电路：按照如图所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大．

4．测电阻：电路经检查无误后，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，记录在表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值．
5．算电阻率：将测得的R、L、d的值代入电阻率计算公式ρ=RS/L=πd²R/4L中，计算出金属丝的电阻率．或利用U-I图线的斜率求出电阻R，代入公式ρ=RS/L计算电阻率．

6．整理：拆去实验线路，整理好实验器材．

五、注意事项
1．金属丝的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量．
2．用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，再取平均值．
3．接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差．
4．要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差．
5．伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正确选择．

六、误差分析
1．金属丝直径、长度的测量带来误差．
2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R_测＜R_真，由R=ρL/S可知ρ_测＜ρ_真．
3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．

七、实验创新
   在此实验中，由于电压表、电流表内阻的影响，从而使金属丝电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差．
1．等效替换法
连接电路如图所示，R′为电阻箱，R_x为待测电阻，通过调节电阻箱R′，使单刀双掷开关S分别接a和b时，若电流表中的电流示数相同，就表明R_x=R′，即可测出R_x．（此方法可以在没有电压表的情况下顺利进行）

2．附加电阻法
连接电路如图所示，R₀为一阻值较大的固定电阻，R_x为待测电阻．
（1）断开S₂，闭合S₁调节变阻器R，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I₁、U₁．
（2）保持变阻器阻值R不变，再闭合S₂，记下两表的读数I₂、U₂．
（3）待测电阻R_x=U₁/I₁-U₂/I₂