教学课件：11.3实验：导体电阻率的测量

11.3实验:导体电阻率的测量实验1：长度的测量及测量工具的选用电压表和电流表的使用一、游标卡尺一、游标卡尺1.游标卡尺构造及作用2、用途:测量厚度、长度、内径、外径。3、原理:是利用主尺的单位刻度(1mm)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的。4、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数量的小等分刻度少1mm。常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种。见下表:刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的值精确度(可准确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm一、游标卡尺一、游标卡尺3.读数法则游标“0”刻度之前的整毫米刻度+精确度×对齐格数（不需估读）010标尺主尺cm32二、螺旋测微器二、螺旋测微器1.螺旋测微器构造及作用二、螺旋测微器2.螺旋测微器测量原理

螺旋测微器主尺上有上、下两行刻度，各为1mm，上下相邻的两刻线之间距离为0.5mm，可直接读取。副尺为一圆周，有50个刻度。副尺转一周，主尺就移动0.5mm。因而副尺每一个刻度的示值为Δ=0.01mm，可以精确到0.01mm，还应该估读到千分位，故螺旋测微器又名“千分尺”。二、螺旋测微器3.读数法则

固定刻度（整毫米刻度+半毫米刻度）+0.01×估度格数1．（1）如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左向右分别为10分度、20分度、50分度，它们的读数依次为________mm、________mm、________mm。【答案】

17.6

23.25

3.20（2）某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动________使F靠近小球，再转动________使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数（填仪器部件字母符号）。正确操作后，螺旋测微器的示数如图戊所示，则小球的直径是______mm。【答案】

D

H

G

6.7002．图中游标卡尺读数为______mm，螺旋测微器读数为______mm。【答案】

52.40

4.6883．现有一合金制成的金属丝，为测量其电阻率，用螺旋测微器测量其直径，用游标卡尺测量其长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。由图甲、图乙读得金属丝的直径d为___________mm，长度l为___________mm。【答案】

1.745

41.44．（1）用游标卡尺测量某电阻丝的长度如图甲所示，其长度L=

cm。（2）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径如图乙所示，其直径d=

mm。【答案】

6.025

4.400-4.401三、电流表和电压表1.电表的构造及作用量程选择使用事项电表估读选择合适量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的1/3，但又不能超过量程(1)使用前应先进行零点调整(机械调零)(2)红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔(3)红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表(1)最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的1/10(即估读到最小分度的下一位)(2)最小分度是“2，0.2，0.02，…”时，估读到最小分度的1/2(即估读到最小分度的本位)(3)最小分度是“5，0.5，0.05，…”时，估读到最小分度的1/5(即估读到最小分度的本位)2.电压表和电流表的使用与读数实验2：金属丝电阻率的测量一、伏安法测电阻（测量电路选择）（1）电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”（2）电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”AVRAVR1、两种测量电路电流表示数2、误差分析（1）电流表外接法电压表示数①误差：测量值偏小减少误差的方法：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．测量小电阻，即情况下使用。<AVR②外接法的真实值的计算方法测量值的计算方法：真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻(RV已知时)，利用欧姆定律计算。AVR（2）电流表内接法电压表示数电流表示数①误差：测量值偏大减少误差的方法：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．测量大电阻，即情况下适用。AVR>②内接法的真实值计算测量值的计算方法：真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻（RA已知时），利用欧姆定律计算。AVR3、电路选择当时，选用电流表内接法．时，选用电流表外接法．当（1）直接比较法：当Ｒx《Ｒv时，采用外接法当Ｒx》ＲA时，采用内接法（2）阻值比值法：（3）试探法：若伏特表示数有明显变化，即用外接若安培表示数有明显变化，即用内接二、滑动变阻器（控制电路选择）ABDCP

A、B是绕在绝缘棒上的电阻丝两个端点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。1、滑动变阻器的结构2．滑动变阻器的两种连接方式

限流式接法分压式接法两种接法的电路图(电源内阻不计)(电源内阻不计)负载R上电压的调节范围0≤U≤E负载R上电流调节范围闭合S前滑片P的位置b端a端分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。限流接法的优点是：电路连接简便，附加功率损耗较小。当负载电阻Rx较小，变阻器总阻值R较大(是Rx的几倍)时限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法。当负载电阻Rx较大（是R的几倍）时，变阻器总阻值R较小，限流接法对电压的调控作用不明显，一般选分压接法。当要求电压从0变起，一定用分压接法。当要求电压变化范围尽可能大，一定用分压接法。3、分压接法与限流接法的比较4、下列情况必须采用分压式①若要求负载的电压（或电流）从“零”开始变化；或要求“尽量大”的调节范围，测多组数据②若变阻器的最大值比用电器电阻小许多。③若用限流法无法控制电路，如超过了电表的量程等。三、金属丝电阻率的测量1、实验原理：由得，只要分别测出一段金属丝的电阻R、横截面积S，及有效长度L即可。2、实验原理图：(1)电流表采用内接法还是外接法？(2)滑动变阻器采用限流接法还是分压接法？三、金属丝电阻率的测量3、实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(3)连接电路，运用伏安法测定接入电路中金属丝的电阻(4)将测得的Rx、l、d值，代入公式

和计算电阻率4、注意事项：(1)测量直径时，需要在接入电路的金属丝三个不同位置测量，取平均值(2)测量金属丝长度，注意测量接入电路的金属丝长度。即有效长度；并且读数要注意估读；(3)测量金属丝电阻时，注意控制电流不宜太大与通电时间不宜过长，避免由于温度升高引起电阻率变大5．我们实验测量一根细长而均匀的金属丝的电阻率。（1）在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的示数如图所示。可知该金属丝的直径d=_____。（2）如图所示，他们用该种导电材料制作成阻值较小的电阻R做实验，测量电阻R中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。完成实物图的连线。（3）使用选择的测量电路，测量值Rx______（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。（4）如果实验中电流表示数为I电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率ρ=_____（用测出的物理量的符号表示）。6．实验室有一卷铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。（1）该同学首先用螺旋测微器测得导线直径如图a所示，则其大小为________mm；（2）根据铜导线的长度，他估计其电阻大约有5Ω，随后他设计了一个实验，较为准确地测定了这卷铜导线的电阻，实验室有以下器材供选择：A．电池组（6V，内阻约1Ω）B．电流表（0～3A，内阻约0.01Ω）C．电流表（0～0.6A，内阻约0.2Ω）D．电压表（0～6V，内阻约4kΩ）E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）G．滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）H．保护电阻R0=3ΩI．开关、导线若干①除了选项A、H