11.3实验：导体电阻率的测量(人教版新教材)高中物理必修三第十一章【知识点+练习】

1、第十一章电路及其应用3实验：导体电阻率的测量知识点一游标卡尺和螺旋测微器(千分尺)游标卡尺1 .结构和原理如图：内热情术外潢景感2 .分类和读数：(1)10分度的游标卡尺.游标上相邻两个刻度间的距离为0.9 mm,比主尺上相邻两个刻度间的距离小0.1 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出 0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，此位置便是0.1毫米乘以几.其读数准确到0.1 mm.(2)20分度的游标卡尺.游标上相邻两个刻度间的距离为0.95 mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数

2、值：游标的第 几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米.其读数准确到 0.05 mm.(3)50分度的游标卡尺.游标上相邻两个刻度间的距离为0.98 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02 mm.这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数.这种卡尺的读 数可以准确到 0.02 mm.螺旋测微器1 .构造：如图2 .原理和读数：固定刻度上的最小刻度为0.5 mm(在中线白上侧)；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5 mm.在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01 mm.读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度

3、上读取剩余部分(因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位),再把两部分读数相加，得测量值.3 .注意：4 1)看半刻度是否漏出，固定刻度上刻度值是以mm为单位.5 2)可动刻度要估读，小数点后应保留三位有效数字.知识点二测量导体的电阻率【实验目的】1 .学会用伏安法测量电阻的阻值.2 .测定金属的电阻率.【实验原理】用刻度尺测一段金属导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d,用伏安法测导线的电阻 R,RS dR根据电阻定律，金属的电阻率尸匚=7r.【实验器材】金属丝、千分尺、安培表、伏特表、电源 (3 V)、滑动变阻器(20 、)电键一个、导线几根.【实验步骤】D求出其横截面积 S=1 .

4、用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值2 .将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L,测三次，求出平均值 L.3 .根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大.E S4 .检查线路无误后闭合电键， 调节滑动变阻器读出几组 I、U值，分别计算电阻R再求平均值, 设计表格把多次测量的 D、L、U、I记录下来.5 .拆除实验电路，整理好实验器材.【数据处理】1 .计算法：利用每次测量的 U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果.2 .图象法：可建立I U坐标系，将测量的 U、I值描点作

5、出图象，利用图象的斜率来求出电 阻值R.【误差分析】1 .采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏大， 若误用内接法则安培表分压影响更大.2 .仪表量程太大且读数不准.3 .计算未遵从有效数字运算法则.【注意事项】1 .测量金属导线的直径时要用螺旋测微器，直接测量的结果要估读下一位数字.2 .金属导线的电阻和电流表的内阻相差不是很大，因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法，开始实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大，实验过程中通过金属导线的电流不宜过 大，以防止温度升高电阻率发生变化.【例1】现有一合金制成的圆柱体. 为测量该合金的电阻率， 现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，

6、用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡 尺的示数如图甲和图乙所示.45b图甲图乙(1)由图甲读得圆柱体的直径为 mm,由图乙读得圆柱体的长度为 cm.(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为p=.【例2】 实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7X108 口再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.可供使用的器材有：电流表：量程 00.6

7、 A,内阻约0.2日 电压表：量程 。3 V,内阻约9 k Q;滑动变阻器Ri：最大阻值5 Q滑动变阻器R2：最大阻值20 Q定值电阻：R0=3 q电源：电动势 6 V,内阻可不计；开关、导线若干.回答下列问题：图乙（1）实验中滑动变阻器应选（选填Ri”或R2”，）闭合开关 S前应将滑片移至（选填a”或b” .）（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为V.（4）导线实际长度为m（结果保留两位有效数字）.随堂练习1.在 测定金属的电阻率”的实验中，下列说法中正确的是 （）A.用伏安法测金属丝的电阻时，可采用电流表内接法B.实验中应调节滑动变阻器，取得多组

8、U和I的值，然后求出电阻平均值C.应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值D.2 .A .B.实验中电流强度大小可不加要求（多选）在 测定金属的电阻率”实验中，关于误差的下列说法中正确的是（）电流表采用外接法，将会使P测p真电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了金属丝分压的减小而引起测量误差C.由D.由jdju p=4iTTd2U可知I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起p的测量误差3 .图P= 4Il可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量1中游标卡尺显示的测量长度是mm ;图2螺旋测微器显示的测量长度为mm.（2）在如图所示的实物图中，已正确连接了部分导线，请根

9、据图甲电路完成剩余部分的连接.11图2步骤如下:图14 .某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的长度和直径,（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度为I山I山juhuU!L0图1 25三_3n图2（2）用螺旋测微器测量其直径如图2,由图可知其直径为 mm.5 .某同学用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图1所示，则该金属丝的直径d =mm.另一位同学用游标卡尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图2所示，则该工件的长度 L=cm.图1567州 II05 in K 20图26 .在测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度

10、位置如图所示，用 米尺测出金属丝的长度 L,金属丝的电阻大约为 5 Q先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.从图中读出金属丝的直径为 mm.为此取两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：A.电压表03 V,内阻10 k QB.电压表015 V,内阻50 k QC.电流表 00.6 A,内阻0.05 k QD.电流表03 A,内阻0.01 QE.滑动变阻器，010 QF.滑动变阻器，0100 Q要求较准确地测出其阻值，应选用的器材有 （只填代号）.7 .欲用伏安法测定一段阻值约为5 加右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A.电池组（3 V

11、,内阻约为1 Q）8 .电流表（03 A,内阻约为 0.012 5 Q）C.电流表（00.6 A,内阻约为 0.125 Q）D.电压表（03 V,内阻约为3 k Q）E.电压表（015 V,内阻约为15 k Q）F.滑动变阻器（020 0额定电流1 A）H.开关、导线（1）上述器材中，电流表应选用的是 ;电压表应选用的是 （填写器材的字母代号）.（2）实验电路应采用电流表接法 （填内”或 外”.）8.某小组进行 测定金属丝电阻率”的实验.该组同学想更精确地测量该金属丝电阻Rx（约为9）,已经选好的器材有：A.电压表Vi（量程01 V,内阻约10 k Q）8 .电压表 V2（量程03 V,内阻约

12、20 k Q）C.定值电阻Ro= 20 QD.被测电阻RxE.滑动变阻器（阻值范围05 ）F.电源（电动势3 V,内阻很小）G.导线若干，开关一个（1）为了减小误差，并尽可能多的测量几组数据，请在方框中画出测量电路图.（2）在某次测量中，若电压表V1读数为U1,电压表V2读数为U2,则待测金属丝电阻的表达式Rx=.9 .在 测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 Q实验室备有下列实验器材：A.电压表Vi（量程03 V,内阻约为15 k Q）B.电压表 V2（量程015 V,内阻约为 75 k Q）C.电流表Ai（量程03 A,内阻约为0.2 Q）D.电流表A2（量程00.6

13、 A,内阻约为1 Q）E.变阻器 R1（0100 Q 0.6 A）F.变阻器 R2（0 2 000 Q0.1 A）G.电池组E（电动势为3 V,内阻约为0.3 Q）H.开关S,导线若干（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有（填代号）.（2）为减小实验误差，应选用图中 （填 甲”或 乙”为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把下图中的实物图用线连接起来.(3)若用毫米刻度尺测得金属丝的长度为60.00 cm ,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为 mm,电阻值为 Q.第十一章电路及其应用3实验：导体电阻率的测量【例1】解析：(1)根据螺旋测微器的读数规则可

14、读得圆柱体的直径为d=1.5 mm+0.344 mm =1.844 mm,根据游标卡尺的读数规则可读得圆柱体的长度为l=42 mm+ 0.05 mmK8 =42.40 mm =4.240 cm.(2)由电阻定律：R= k 知 p= RS,而 R=,，S= 4TO2,故 p=-4D|LU. SLI 44 IL，tD2U答案：(1)1.844(在1.8421.846范围内的均正确)4. 240 (2)7匚【例2】解析：(1)根据R=得铜导线的阻值约为Rx= 1.7 a即Rx+R0=4.7 寰验中的滑动 变阻器若选R1,则当滑动变阻器滑片移至 a端时，电压表的示数约为 3 V,若滑动变阻器滑片向右R

15、2.闭合开关S前应使电路中RxSl =p移动，电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻器应选的电阻最大，故滑动变阻器滑片应移至a端.(2)连线如图所示.(3)电压表的示数为 2.30 V. U2.30(4)根据欧姆定律，铜导线与R0的串联电阻R= 丁 = - Q=4.6 Q,1.6 x 1.0 x 6101.7 X 1 (894 m.所以铜导线的电阻Rx=RRo= 1.6 根据Rx=(得导线长度答案：(1)R2 a (2)如解析图所示 (3)2.30(2.292.31均正确)(4)94(9395均正确)随堂练习1、答案：B2、答案：CD3、解析：图1中游标卡尺的主尺读数为：2.9 c

16、m = 29 mm ,游标尺上第 8个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1X8 mm= 0.8 mm.所以最终读数为：29 mm+0.8 mm = 29.8 mm.图2中螺旋测微器的固定刻度为3 mm,可动刻度为0.01 x 19.0mm = 0.190 mm,所以最终读数为 3.190 mm.答案：29.8 3.1904、解析：游标卡尺的主尺读数为50 mm,游标读数为0.05 X3 mm 0.15 mm ,所以最终读数为50.15 mm.螺旋测微器的固定刻度读数为4.5 mm,可动刻度读数为 0.01 X 20.0 mm： 0.200 mm,所以最终读数为4.700 mm.答案：

17、(1)50.15 (2)4.7005、解析：螺旋测微器的固定刻度读数为3 mm,可动刻度读数为 0.01 X 20.4 mm 0.204 mm,所以最终读数为：3.204 mm,需要估读在范围3.2033.205 mm都正确；游标卡尺的固定刻度读数为5cm,游标读数为：0.05 X3 mm 0.15 mm = 0.015 cm ,所以最终读数为 5.015 cm.答案：3.204(3.203 3.205) 5.015.6、解析：由图所示螺旋测微器可知，其示数为0.5 mm+18.0 X 0.01 mm0.680 mm,因此金属丝的直径为0.6790.681 mm.两节新的干电池，电源电动势为3

18、 V,若选取电压表15 V,测量读数误差较大，因此电压表选A;电路最大电流约为1 =号=3 A = 0.6 A,电流表应选C. rx 5金属丝的电阻大约为 5 Q,为方便实验操作滑动变阻器应选E.答案：0.680 A、C、E7、解析：伏安法测电阻丝电阻，需要：A、电池组(3 V,内阻1电路最大电流约为：I=1R=3 A = 0.6 A,电流表应选：C电流表；电源电动势为 3 V,因此电压表选：D电压表. 5(2)因待测电阻阻值约为 5乌电流表内阻约为 0.125 A,电压表内阻约为 3 k 0待测电阻相对于 电压表内阻来说很小，故为小电阻，应选用电流表外接法.答案：(1)C D (2)外8、解析：(1)利用伏安法测电阻，首先选取实验仪器，可以把其中一个电压表作为电流表使用，如果选取电压表 V2作为电压表使用，电压表Vi改装成电流表使用，把电压表Vi和定值电阻Ro并联，满偏电流Im= 胃+詈=0.05 A被测电阻Rx两端电压的最