金属导线电导率的测量

第九届物理实验竞赛

实验设计书

一、项目名称

金属导线电导率的测量

二、项目简介

电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。当施加电压于导体的两端时，其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为，因而产生电流。电导率是以欧姆定律定义为电流密度和电场强度的比率：=。同时，电导率是电阻率的倒数，即,此式为实验所需计算式。金属电导率的测量对研究金属导线的导电性能，及不同材质金属的选用具有重要意义。

三、项目所需仪器或工具

仪器名称	型号	数量	用途
伏安法测量金属电阻套件	-	1	测量金属导线电阻
螺旋测微器	-	1	测量金属导线横截面直径
游标卡尺	-	1	测量金属导线长度
不同材质金属导线若干	-	1	充当原材料

四、项目原理

根据金属电导率的定义知其为金属电阻率的的倒数，即。又由金属电阻率的定义得，将其带入上式得。

对金属导线而言，L为其导线长度可以用游标卡尺测量出来；R为其电阻，可以通过多种方法测量出来，这里选用最简单地伏安法测量金属导线的电阻；S为金属导线的横截面积，因为金属导线横截面积为原形，故有，式中r为金属导线横截面半径，d为金属导线横截面直径，可以用螺旋测微器多次测量得到。瞬态电压抑制器

所以金属导线电导率的测量公式为。将上述所得数据带入上式即可得到不同金属导线的电导率。

伏安法测量金属导线电阻

游标卡尺测量导线长度螺旋测微计测量导线横截面直径

金属导线长度测量记录表

坐式安全带次数	第1次	第2次	第3次	第4次	srte第5次	平均值
长度（mm）

金属导线横截面直径测量记录表

次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	平均值	横截面积(㎡)
直径(mm)

伏安法测电阻数据记录表

火锅餐具

次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	平均值
电压（V）
导针电流（A）
电阻（Ω）

五、项目功能

测量不同金属导线的电导率，比较不同金属导线的导电性能，为工程上选用合适的导线材质提供参考。

锻炼学生对通用量具的使用能力、数据处理能力，培养误差处理意识，提高学生的实验综合能力。

六、成果展示

常用有纯金属的电导率
金属	熏香炉银	金	铝	铜	镁	镍
电导率(IACS)/%	108.4	73.4	64.96	103.06	38.6	25.2
实测值	106	71.6	61	100	39.4	26.1
绝对误差	-2.4	-1.8	-3.96	-3.06	0.8	0.9
相对误差	2.21%	2.45%	6.10%	2.97%	2.07%	3.57%
电导率(IACS)/%=0.017241*γ