實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測量課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

11.3

實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測量復(fù)習(xí)回顧：1.電阻定律的內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，R

與它的長度l

成正比，與它的橫截面積S

成反比；R還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。2.電阻的決定式：

3.電阻率：

S：測量導(dǎo)體的橫截面積l：測量導(dǎo)體的長度R：測量導(dǎo)體的電阻新知講解：幾種長度測量工具:刻度尺游標(biāo)卡尺螺旋測微器讀數(shù)顯微鏡新知講解：一、刻度尺刻度尺的使用方法：(1)使用前，觀察其零刻度線、量程及最小分度值；(2)測量時(shí)，刻度尺應(yīng)與被測物體平行，緊貼被測物體；(3)將刻度尺的零刻度線與被測長度的起始端對齊；(4)觀察示數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與刻度尺垂直，并與刻度線正對；(5)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)估計(jì)到分度值的下一位。外測量爪內(nèi)測量爪深度尺主尺游標(biāo)尺緊固螺母新知講解：二、游標(biāo)卡尺1.結(jié)構(gòu)：新知講解：二、游標(biāo)卡尺2.分類：1051000.1mm0.05mm105151002020.02mm05002012341030405①10分度的游標(biāo)卡尺，精度：0.1mm②20分度的游標(biāo)卡尺，精度：0.05mm

③50分度的游標(biāo)卡尺，精度：0.02mm3.原理(以十分度為例)：當(dāng)游標(biāo)尺的零刻度線與主尺的零刻度線對齊時(shí)，副尺上的第一條刻線、第二條刻線……依次與主尺的1mm刻線、2mm刻線……分別相差0.1mm、0.2mm……，副尺上第十條刻線正好對齊主尺上9mm刻度線，這種游標(biāo)卡尺可以準(zhǔn)確到0.1mm。新知講解：二、游標(biāo)卡尺精度：0.1mm4.讀數(shù)方法：①以游標(biāo)尺零刻線位置為準(zhǔn)，在主尺上讀取整毫米數(shù)。②數(shù)游標(biāo)尺上第幾條刻線與主尺上的某一刻線對齊，乘以游標(biāo)卡尺的精度得到毫米以下的小數(shù)部分。新知講解：二、游標(biāo)卡尺注意：不需估讀！讀數(shù)=主尺整mm值+精度×游標(biāo)尺上對齊的刻度數(shù)L=23mm+0.1mm×7=23.7mm課堂練習(xí)：1.游標(biāo)卡尺主尺最小分度為

，圖1尺的精度是

mm，讀數(shù)是

mm;圖2中的精度是

mm，讀數(shù)是

mm。圖1圖21mm0.140.80.0510.4510.95mm9.8mm11.80mm2.讀出下列各游標(biāo)卡尺的測量值。課堂練習(xí)：1.結(jié)構(gòu)：新知講解：三、螺旋測微器（千分尺）測量螺桿測砧旋鈕微調(diào)旋鈕鎖緊螺母最小分度固定刻度可動刻度尺架量程2.原理：螺旋測微器的固定刻度B的螺距為0.5mm，即可動刻度E每旋轉(zhuǎn)一周，B前進(jìn)或后退0.5mm。可動刻度E上的刻度為50等份，每一小格表示0.01mm

。由于還能再估讀一位，可讀到毫米的千分位，故又名千分尺。BEF三、螺旋測微器（千分尺）新知講解：3.讀數(shù)：測量時(shí)，當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時(shí)，可動刻度的零點(diǎn)若恰好與固定刻度的零點(diǎn)重合，旋出測微螺桿，并使小砧和測微螺桿的面正好接觸待測長度的兩端，那么測微螺桿向右移動的距離就是所測的長度。這個(gè)距離的整毫米數(shù)由固定刻度上讀出，小數(shù)部分則由可動刻度讀出。三、螺旋測微器（千分尺）新知講解：讀數(shù)=固定刻度mm+精度0.01mm×可動刻度L=6.5mm+0.01mm×22.5=6.725mm注意：需要估讀！4.注意事項(xiàng)：①測量時(shí)，在測微螺桿快靠近被測物體時(shí)應(yīng)停止使用旋鈕，而改用微調(diào)旋鈕，避免產(chǎn)生過大壓力，保護(hù)螺旋測微器；②讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否露出；③讀數(shù)時(shí)，千分位有一位估讀數(shù)字，不能隨便扔掉，即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動刻度的某一刻度線對齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”；④當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時(shí)，可動刻度的零點(diǎn)與固定刻度的零點(diǎn)不相重合，將出現(xiàn)零誤差，應(yīng)加以修正，即在最后測長度的讀數(shù)上去掉零誤差的數(shù)值。三、螺旋測微器（千分尺）新知講解：3.讀出下列各螺旋測微器的測量值。課堂練習(xí)：1.783mm1.780mm5.033mm四、電壓表、電流表的讀數(shù)新知講解：1.用電壓表和電流表測量電路中的電壓和電流時(shí)，根據(jù)其分度值的不同進(jìn)行相應(yīng)估讀。2.估讀方法：(1)若電壓表、電流表的分度值為1、0.1、0.01…，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的下一位；(2)若電壓表、電流表的分度值不為上述情況，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值本位。4.如圖是學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的兩個(gè)量程的電流表刻度盤，當(dāng)用“－”和“0.6”兩接線柱時(shí)，能測量的最大電流是________A，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針的示數(shù)為________A；當(dāng)使用“－”和“3”兩個(gè)接線柱時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針的示數(shù)為________A。課堂練習(xí)：解析：0～0.6A量程的分度值是0.02A，用二分估讀法估讀到分度值的二分之一，也就是讀到0.01A，所以圖中示數(shù)為0.48A；0～3A量程分度值是0.1A，用十分估讀法估讀到分度值的十分之一，也就是讀到0.01A，所以示數(shù)是2.40A。0.60.020.480.12.40新知講解：實(shí)驗(yàn)三：測定金屬絲的電阻率1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆章菪郎y微器、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，會正確使用；練習(xí)使用電流表、電壓表及伏安法測電阻；測定金屬的電阻率。

電阻絲有效長度(接入電路)的測量：毫米刻度尺電阻絲直徑的測量：游標(biāo)卡尺、螺旋測微器電阻的測量：電流表、電壓表新知講解：實(shí)驗(yàn)三：測定金屬絲的電阻率3.實(shí)驗(yàn)器材：螺旋測微器、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開關(guān)及導(dǎo)線、待測金屬絲、電源、滑動變阻器等。4.實(shí)驗(yàn)步驟：①測直徑：用螺旋測微器多次在金屬絲不同位置測直徑，并記錄；②連電路：按實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路；③量長度：用毫米刻度尺多次測量金屬絲的有效長度，并記錄；④求電阻：改變滑動變阻器滑片位置，讀出幾組相應(yīng)I、U，記入表格內(nèi)；⑤拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。新知講解：實(shí)驗(yàn)三：測定金屬絲的電阻率5.數(shù)據(jù)處理：①金屬絲直徑d的測量特別注意半刻度是否露出；需要估讀；多次測量求平均值。②金屬絲長度l的測量應(yīng)測量接入電路中的有效長度；需要估讀；多次測量求平均值。③電阻R的測量(1)平均值法：用測量的U、I分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值。(2)圖像法：建立U－I坐標(biāo)系，將數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，利用圖像斜率求電阻。

新知講解：實(shí)驗(yàn)三：測定金屬絲的電阻率6.誤差分析：①金屬絲直徑、長度的測量，電流表、電壓表的讀數(shù)帶來的偶然誤差；②電流表外接法，R測

<R真

導(dǎo)致

ρ測

<ρ真

(系統(tǒng)誤差)；③通電時(shí)間過長，電流過大，都會導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化(系統(tǒng)誤差)。7.注意事項(xiàng)：①多次測量取平均值；②金屬絲電阻較小，一般采用外接法；③閉合開關(guān)前，

R滑max，保護(hù)電路；④通過金屬絲的電流不宜過大，通電時(shí)間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大。課堂練習(xí)：5.在測定阻值較小的金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，在測量其電阻時(shí)應(yīng)選擇的電路是()D課堂練習(xí)：6.在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其讀數(shù)為________mm。解析：讀數(shù)為0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用電池組(提供電壓為3V)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520課堂練習(xí)：由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用下圖中的________圖(選填“甲”或“乙”)。解析：由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5Ω。由題知Rx?RV，故電流表外接；若滑動變阻器為限流式接法，電路中最小電流值Imin＝0.12A，則Rx兩端的電壓最小值Umin＝IminRx＝0.6V，而從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓可為0.10V，因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法。甲課堂練習(xí)：(3)下圖是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。解析：課堂練習(xí)：(4)小組同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如下圖所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留2位有效數(shù)字)。解析：圖線應(yīng)過原點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)。圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx

≈4.4Ω。4.4課堂練習(xí)：(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________。A.1×10－2Ω·m B.1×10－3Ω·mC.1×10