高中物理新教材同步必修第三册 第11章 3 实验1　实验：导体电阻率的测量同步讲义

3实验：导体电阻率的测量[学习目标]1．了解游标卡尺的测量原理，掌握游标卡尺的读数和使用方法.2.了解螺旋测微器的测量原理，掌握螺旋测微器的读数和使用方法.3.掌握电压表、电流表的读数方法.4.理解测量导体电阻率的实验原理，能进行正确的实验操作和数据处理．实验1长度的测量及测量工具的选用一、游标卡尺的原理和读数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)图12．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．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)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.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线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.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2答案A11.25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3答案2.232.99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＝2.23cm.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．原理精密螺纹的螺距是0.5mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5mm，可动刻度分成50等份，因此每旋转一格，对应测微螺杆F前进或后退0.01mm.0.01mm即为螺旋测微器的精确度．3．使用方法当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，直到听到“喀喀”声．4．读数方法L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值．注意事项(1)读数时要准确到0.01mm，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．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5答案B0.410解析读数前应先旋紧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，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图6所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.图6答案0.0070.650解析校零时可动刻度为0.7格，故读数为0.7×0.01mm＝0.007mm，测量时固定刻度上读数为0.5mm，可动刻度为15.7格，故读数为0.5mm＋15.7×0.01mm＝0.657mm.合金丝的直径为两次读数之差，D＝0.657mm－0.007mm＝0.650mm.三、电压表、电流表的读数电压表、电流表的读数方法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的电压表和0～3A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是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.如图7为电流表和电压表的刻度盘．图7(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.(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.答案(1)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5解析(1)使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A，表针示数为0.44A；当使用3A量程时，每一小格为0.1A，表针示数为2.20A.(2)使用3V量程时，每小格表示0.1V，表针示数为1.70V；使用15V量程时，每小格为0.5V，表针示数为8.5V.1．如图8甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为________mm、________mm、________mm.图8答案16.623.8510.462．(1)使用游标为10个小等分刻度的游标卡尺测量一物体的尺寸，得到图9甲中的游标卡尺的读数，由于遮挡，只能看到游标的后半部分，图中游标卡尺的读数为________cm；(2)从图乙中可读出金属丝的直径为________mm.图9答案(1)5.45(2)0.520解析(1)游标上有10个小等分刻度，游标尺长度是9mm，游标卡尺的固定刻度与游标尺对齐的刻度读数为59mm，游标尺上第5个刻度游标读数为0.9×5mm＝4.5mm，所以最终读数为：59mm－4.5mm＝54.5mm＝5.45cm.(2)d＝0.5mm＋2.0×0.01mm＝0.520mm.3．某学生在用螺旋测微器测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图10甲所示，则该金属丝的直径d＝________mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测得一工件的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L＝________cm.图10答案3.2055.0154．电流表量程一般有两种：0～0.6A和0～3A；电压表量程一般