实验：测量金属的电阻率-2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

第四节

实验：测量金属的电阻率第二章电路及其应用学习目标1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。2.掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法。3.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。新课导入课堂引入：上一堂课我们学习了电阻定律，其中的电阻率根据材料有关。如果根据导体的电阻、长度和截面积来求出电阻率，就需要测量电阻和长度等今天我们来测量金属的电阻率新课讲解游标卡尺结构:由固定的主尺与可动的游标尺组成01234567890012345678910游标尺主尺外测量爪深度尺内测量爪被测球体紧固螺钉新课讲解05100110分度游标卡尺的精度是1/10=0.1mm游标卡尺的读数方法:读数=主尺读整值（mm）

+与主尺刻线对齐的游标尺

上刻度数×精确度（0.1mm）新课讲解01020012320分度游标卡尺另一种10分度游标卡尺50分度游标卡尺新课讲解读游标：确定小数部分操作：找到游标上与主尺刻度线完全对齐的那一条刻度线，根据游标精度计算小数部分。公式：小数部分=对齐的游标刻度线序号

×

精度（不同精度游标对应的精度值不同）。求和：整数部分+小数部分结果：将前两步的读数相加，得到最终测量值（单位：mm）新课讲解螺旋测微器固定刻度上下两排错位刻度的最小刻度为0.5mm，可动刻度每格对应的螺距长度为0.01mm。1.构造：固定刻度，可动刻度，框架，旋钮（粗调旋钮），微调旋钮，测微螺杆，小砧。新课讲解2.读数原理：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.0.501245040测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)固定刻度2毫米半毫米刻度线0.5mm可动刻度数46新课讲解读取主尺整数部分（固定套管刻度）观察刻度：固定套管上刻有上下两排（或左右两侧）刻度线：上排（或左侧）：毫米整数位（1mm、2mm、3mm…）；下排（或右侧）：半毫米位（0.5mm、1.5mm、2.5mm…）读数要点：若微分筒边缘未超过下排半毫米刻度线，主尺读数为上排整数刻度值（如1mm、2mm）；若微分筒边缘超过下排半毫米刻度线，主尺读数需加上0.5mm（如1.5mm、2.5mm）读取副尺小数部分（微分筒刻度）观察刻度：微分筒圆周刻有50等分刻度，每格对应0.01mm（因螺杆螺距0.5mm，50格细分后每格0.5÷50=0.01mm）。新课讲解一、实验设计

：测量金属丝的横截面积。：测量金属丝的长度。：测量金属丝的电阻。

测量金属丝接入电路的有效长度横截面积不可直接测量，转换为测量金属丝的直径d设置相关电路，测得通过金属丝的电压与电流综上：直接测得长度为l；电阻为R；由测直径d，可知

，得横截面积

，故电阻率最终表达式为：新课讲解我们已学过用伏安法测电阻，知道电流表与电压表有不同的连接方法。电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”AVRAVR（1）电流表外接法引起测量误差的原因是什么?电流表内接法引起测量误差的原因是什么?电流表外接误差：电流表测得的电流包括流过V表的电流电流表内接误差：电压表测得的电压包括A表分到的电压新课讲解（2）两种电路的测量结果，比电阻的真实值偏大还是偏小？（3）实际的电流表和电压表，内阻越大还是内阻越小越精确?电流表外接电流表内接

电流表内阻越小越精确，电压表内阻越大越精确IVUA

<

>AVRAVR新课讲解实际测量时，要根据电阻大小与电流表和电压表内阻比较再选择接法当待测电阻Rx远小于电压表本身电阻RV时，采用电流表外接当待测电阻Rx远大于电流表本身电阻RA时，采用电流表内接更准确的标准：

电流表外接

电流表内接AVRAVR新课讲解3.物理量的测量（1）测量金属丝的长度l测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度有几十厘米，可选用毫米刻度尺）；分度值1mm，可读到0.1mm测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值。有效长度新课讲解测量思路：测量金属丝的直径d，间接得出金属丝的横截面积。测量方法：（1）选刻度尺，利用累积法测直径；（2）选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。（2）测量金属丝的直径新课讲解（3）测量金属丝的横截面积测量思路：测量金属丝的直径d，利用面积公式，间接得出金属丝的横截面积。测量方法：①选刻度尺，利用累积法测直径；②选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值为方便测量与减小误差，采用螺旋测微器进行金属丝直径的测量分度值为0.01mm，可读至0.001mm新课讲解（4）测量电阻大小R测量思路：利用电阻的定义式，连接电路，测出金属丝所通过电流和电压的大小测量方法：伏安法（安安法；伏伏法等皆可）用电压表测电压用电流表测电流伏安法测电阻伏安法：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R新课讲解1.用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用S=πd2/4，计算出金属丝的横截面积S.如果使用柔软的铜导线，测量其直径可以采用初中所学的累积法.2.用刻度尺测量导体的长度l注意：测量时要先把金属丝接入电路并拉直，然后用刻度尺量出它接入电路的长度3.用伏安法测量导体电阻R（如果条件允许，可以先用欧姆表粗略测量，然后跟据测量值选择外接法或内接法），选择限流电路或分压电压。测量金属丝两端电压U和通过的电流I，并计算出金属丝的电阻R。二、数据处理新课讲解U-I数据处理：多组数据求平均值作出U-I图像，通过图像的斜率求出电阻R的值测量完毕后，断开开关并拆下器材回归原位4.用ρ=RS/l计算出金属丝的电阻率注意：电流不能太大，通电时间不能过长，以免温度升高影响测量的准确度新课讲解1.金属丝直径的测量 (1)特别注意半刻度是否露出。 (2)因螺旋测微器的精确度为0.01mm，可动刻度上对齐的格数需要估读，所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上。 (3)把三个不同位置的测量结果求平均值作为直径d。2.金属丝长度的测量 (1)应测量接入电路中的有效长度。(也要估读) (2)把3次测量结果求平均值作为长度l。三、数据处理新课讲解3.电阻R的测量 (1)平均值法：可以用每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。 (2)图像法：可建立I－U坐标系，将测量的对应I、U值描点作出图像，利用图像斜率来求出电阻值R。4.电阻率的计算IUOAB课堂练习1.用伏安法测电阻有两种连接方式，现测量阻值约为10Ω的电阻。使用的电流表内阻约为100Ω，使用的电压表内阻约为10kΩ。关于测量电路的选择，下列说法正确的是(

)A.应采用电流表内接法测量，且测量值大于真实值B.应采用电流表内接法测量，且测量值小于真实值C.应采用电流表外接法测量，且测量值大于真实值D.应采用电流表外接法测量，且测量值小于真实值课堂练习课堂练习2.“砷化锯纳米带”是一种高科技新型材料，用它制造的电子元件可以有效减少因发热而损失的电能，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。已知电导率

就是电阻率

的倒数，即

,下列说法正确的是()A.电导率的单位是Ω·mB.材料的电导率越大，其导电性能越强C.材料的电导率大小与材料的长度、横截面积等因素有关D.材料的电导率只与材料本身有关，与温度等因素无关课堂练习课堂练习3.在“金属丝电阻率的测量”的实验中，测得金属丝的直径为D，金属丝的长度L。金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R。(1）金属丝的电阻率p=_________(用题中字母表示)。(2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:A.电压表（量程为0～3V，内阻约为10kΩ);B.电压表（量程为0~15V，内阻约为50kΩ);C.电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.0