人教版高中物理必修三 （实验：导体电阻率的测量）教育课件(第1课时)

实验：导体电阻率的测量第十一章电路及其应用第1课时

1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法.2.掌握电流表、电压表的读数方法.学习目标精析典题随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN一、游标卡尺的原理及读数1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图1所示)精析典题图12.原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度.不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：刻度格数(分度)刻度总长度1mm与每小格的差值精确度(可精确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径.4.读数若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.5.注意事项(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意最小精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉.(2)读数时，要注意与主尺对齐的游标尺刻度线条数(不含零刻度线).例1

如图2甲为一游标卡尺的结构示意图.当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_____(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm.图2A11.25解析

由游标卡尺的结构原理可知，测内径应选游标卡尺的内测量爪，故选填A；游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺的读数为5×0.05mm＝0.25mm，故钢笔帽的内径为11.25mm.针对训练1

某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图3(a)和(b)所示.由图可读出，圆管内壁的直径为________cm，圆管外壁的直径为________cm；由此可计算出金属圆管横截面的面积.图32.232.99解析

题图(a)中游标卡尺的主尺读数为22mm，游标尺读数为3×0.1mm＝0.3mm，所以最终读数为22mm＋0.3mm＝22.3mm＝2.33cm.题图(b)中游标卡尺的主尺读数为29mm，游标尺读数为9×0.1mm＝0.9mm，所以最终读数为29mm＋0.9mm＝29.9mm＝2.99cm.二、螺旋测微器的原理及读数1.构造如图4所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上.图42.原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退

mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，可动刻度每旋转一格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺.0.53.读数方法L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01mm.4.注意事项(1)读数时准确到0.01mm，要估读到0.001mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位.(2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出.例2用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图5所示的部件_____(选填“A”“B”“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.图5B0.410解析

读数前应先旋紧锁紧装置B，使读数固定不变，螺旋测微器的固定刻度为0mm，可动刻度为41.0×0.01mm＝0.410mm，所以最终读数为0mm＋0.410mm＝0.410mm.针对训练2

在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测量合金丝直径，如图6所示，则合金丝的直径为___________________mm.图60.657(0.656～0.658)解析

固定刻度上读数为0.5mm，螺旋上有15.7格，故读数为0.5mm＋0.01×15.7mm＝0.657mm.三、电压表、电流表的读数1.首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值.2.根据表盘总的刻度数确定精确度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数.3.按照指针的实际位置进行读数.4.(1)0～3V量程的电压表和0～3A量程的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1V和0.1A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位.(2)对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V.(3)对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A.例3如图7为电流表和电压表的刻度盘.(1)图甲使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针的示数是________A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_____A，图中表针示数为________A.图70.020.440.12.20(2)图乙使用较小量程时，每小格表示_____V，图中表针的示数为______V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示______V，图中表针示数为______V.0.51.700.18.51.(游标卡尺的读数)用游标卡尺可以测量某些工件的外径.在测量时，示数如图8所示，则读数为________mm.随堂演练123图811.50解析

游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为10×0.05mm＝0.50mm，所以最终读数为：11mm＋0.50mm＝11.50mm.2.(螺旋测微器的读数)用螺旋测微器测量两物体的长度，其示数如图9甲、乙所示，将螺旋测微器的读数写出来.甲：________mm；乙：________cm.123图98.477

0.6578解析

甲：8mm＋47.7×0.01mm＝8.477mm；乙：6.5mm＋7.8×0.01mm＝6.578mm＝0.6578cm.3.(电压表、电流表的读数)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图10所示，则电压表的读数为______V，电流表的读数为______A.123图10解析

电压表精确度为0.1V，其读数为2.60V；电流表精确度为0.02A，其读数为0.52A.2.60

0.521.(2020·安庆市期末)(1)读出图1中游标卡尺和螺旋测微器的读数，游标卡尺的读数为________mm；螺旋测微器的读数为________mm.基础对点练课时对点练12345678图111.4

0.920解析

游标卡尺的读数为：L＝11mm＋4×0.1mm＝11.4mm；螺旋测微器的读数为：d＝0.5mm＋42.0×0.01mm＝0.920mm.2.某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图2甲、乙所示.由图可读出D＝________mm，d＝_______________________mm.12345678图250.803.776(3.774～3.778均可)3.某实验小组在做“测定金属的电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图3甲、乙、丙所示，则它们的读数依次是______________________mm、______A、____________________V.12345678图32.25(2.24～2.26均可)0.999(0.998～1.000均可)0.424.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，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4(a)和(b)所示.由图得圆柱体的直径为_____________________mm，长度为_______cm.12345678图41.847(1.846～1.848均可)4.240解析

由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，可动刻度示数为34.7×0.01mm＝0.347mm，螺旋测微器示数为1.5mm＋0.347mm＝1.847mm；由题图(b)可知，游标卡尺主尺示数为4.2cm，游标尺示数为8×0.05mm＝0.40mm，游标卡尺示数为42mm＋0.40mm＝42.40mm＝4.240cm.123456785.图5甲、乙和丙分别是用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，图甲读数为________，图乙读数为_________，图丙读数为________.12345678图54.120cm

0.990mm

1.510mm解析

题图甲主尺示数为4.1cm，游标尺上第10格对齐，精确度为0.02，故图甲读数为41mm＋0.02×10mm＝41.20mm＝4.120cm.题图乙螺旋测微器固定刻度读数为0.5mm，螺旋上49.0格对齐，故图乙读数为0.5mm＋0.01×49.0mm＝0.990mm.题图丙中半毫米刻度线已露出，此时固定刻度读数应为1.5mm，可动刻度读数为0.010mm，图丙读数为1.510mm.123456786.实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图6甲所示，电流表、电压表的读数如图乙所示.则金属丝两端的电压U＝________，电流I＝________，金属丝的长度l＝________，直径d＝_________.12345678图611.0V

0.44A

30.50cm1.850mm12345678解析

电压表的量程是15V，所以读数是11.0V；电流表的量程是0.6A，所以读数是0.44A；螺旋测微器的读数是1.850mm；米尺的读数是40.50cm－10.00cm＝30.50cm.123456787.读出图7中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的示数为________mm，游标卡尺A的示数为________cm，游标卡尺B的示数为________cm.图76.125

4.1201.0958.图8中50分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为________mm和________________________mm.12345678图810.5210.294(10.293～10.295均可)解析

游标卡尺读数：(10＋0.02×26)mm＝10.52mm；螺旋测微器读数：(10＋29.4×0.01)mm＝10.294mm.本课结束实验：导体电阻率的测量第十一章电路及其应用第2课时

1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法.2.了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法.学习目标技能储备精析典题随堂演练内容索引NEIRONGSUOYIN一、实验思路设计实验电路，如图1，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的

、

和直径d(S＝____)，由R＝

得：ρ＝____(用R、S、l表示)＝_____(用R、d、l表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率.技能储备电阻R长度l图1二、物理量的测量1.电阻的测量根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R.2.电阻丝有效长度的测量用

测量电阻丝

的有效长度l.反复测量多次，得到有效长度的平均值.刻度尺接入电路3.电阻丝直径的测量电阻丝比较细，所以我们选取

或

来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次，根据S＝_____计算出电阻丝的横截面积S.螺旋测微器游标卡尺三、数据分析1.数据处理(1)公式法求电阻：测量多组

、

值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值.(2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的

求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑.电流电压斜率2.误差分析(1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大.(2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确.(3)采用电流表外接法测量电阻丝的电阻，使测量值比真实值小.一、实验原理和操作例1(2019·北京清华附中高二上期中)在“测定金属丝的电阻率”的实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图2甲所示，则该金属丝直径的测量值d＝_______________________mm.精析典题解析

螺旋测微器固定刻度示数为零，可动刻度示数为38.4×0.01mm＝0.384mm，故d＝0.384mm.0.384(0.383～0.385均可)图2(2)按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15Ω).实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：电压表V(量程0～3V，内阻约3kΩ)；电流表A1(量程0～200mA，内阻约3Ω)；电流表A2(量程0～3A，内阻约0.1Ω)；滑动变阻器R1(0～50Ω)；滑动变阻器R2(0～200Ω)；电源E(3V，内阻不计).为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_____，滑动变阻器应选____.(填器材的名称符号)A1R1(3)请根据如图乙所示电路图，用笔画线代替导线将图3中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小.答案

见解析图图3解析

接法如图所示.(4)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝______.(用题目所给字母和通用数学符号表示)二、实验数据处理例2在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图4所示，其读数应为_______________________mm(该值接近多次测量的平均值).0.398(0.397～0.399均正确)图4解析

螺旋测微器的读数为0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm.(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(3V)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材按照图5正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：图5次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520(3)图6是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏.答案

见解析图图6解析

实物图如图甲所示(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图7所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx＝________________Ω(保留两位有效数字).答案

见解析图图74.4(4.3～4.7均可)解析

图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图乙所示.图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.4Ω.(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________.A.1×10－2Ω·m B.1×10－3Ω·mC.1×10－6Ω·m D.1×10－8Ω·mC1.为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出了如图8甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物图连接.答案

见解析图123随堂演练图8解析

将电表接入电路时注意电流要从正接线柱流入，连接图如图所示.1232.(2020·西南大学附中期末)某同学在测量一种均匀新材料电阻丝的电阻率，已知待测电阻Rx约为6.0Ω，相关测量步骤如下：(1)用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度为l＝0.9000m.(2)用螺旋测微器测量电阻丝直径(如图9所示)，从图中读出电阻丝的直径为________mm.1230.600图9解析

螺旋测微器的读数为d＝0.5mm＋10.0×0.01mm＝0.600mm.(3)现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材(要求测量结果尽量准确)：A.电池组(3V，内阻约1Ω)B.电流表(0～3A，内阻约0.025Ω)C.电流表(0～0.6A，内阻约0.125Ω)D.电压表(0～3V，内阻约3kΩ)E.电压表(0～15V，内阻约15kΩ)F.滑动变阻器(0～20Ω，额定电