实验导体电阻率的测量（教学课件）物理人教版2019

11.3实验：导体电阻率的测量人教版（2019）高中物理（必修第三册）第十一章

电路及其应用第一课时长度的测量及测量工具的选用游标卡尺的使用螺旋测微器的使用电流表的内外接法伏安法测电阻学习目录1.了解游标卡尺的结构及原理，会使用游标卡尺测量长度2.了解螺旋测微器的结构及原理，会使用螺旋测微器尺测量长度3.理解伏安法测电阻的原理，能分析电流表内外接法的误差。4.能分析滑动变阻器的分压接法和限流接法对电路的影响，能根据实验器材正确的选择接法。学习目标1.游标尺和螺旋测微器的读数方法2.电流表的内外接法的选择3.伏安法测电阻的误差分析学习重难点新课导入回顾与思考1：我们前面学习了影响电阻的因素，其中包括长度、横截面积、材料、温度，电阻的决定式是怎样的？思考2：利用这个公式能否测量导体的电阻率？需要测量哪些物理量？电阻率的表达式是怎样的？导体的电阻R导体的长度L导体的横截面积S第一部分10分度游标尺的原理、读数方法1.金属丝长度的测量测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺）；分度值1mm，可估读到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。接入电路的有效长度2.游标尺的结构2.游标尺的使用方法1、测量外径外量爪（外侧测量爪）用途：测量物体的外径、长度、宽度等外部尺寸。两个外量爪贴合时，零刻度线对齐；测量时，外量爪卡住物体外侧，确保与被测物体轴线垂直，读取尺寸。2.游标尺的使用方法2、测量内径内量爪（内侧测量爪）用途：测量物体的内径、槽宽等内部尺寸。内量爪的刀口设计较薄，可伸入孔或槽内，通过摆动找到最大读数点，确保测量值为内径的真实尺寸2.游标尺的使用方法3、测量深度深度尺用途：测量槽、孔的深度或台阶的高度。深度尺与主尺下端相连，随游标滑动；测量时，主尺端面与物体表面贴合，深度尺插入槽内，读取深度值。2.10分度游标尺的原理主尺

长度10mm0.9mm游标尺

长度9mm刻度：主尺上的最小分度是1毫米，游标上有10个等分度，总长为主尺上的9毫米，则游标上每一个分度为0.9毫米，主尺上一个刻度与游标上的一个刻度相差0.1mm。精度：0.1mm1mm2.10分度游标尺的原理思考：当被测量的物体长度为零时，游标上的哪一根刻度线与主尺上刻度线相重合呢？游标尺的0刻线与主尺的0刻线对齐2.10分度游标尺的原理思考：当被测量的物体厚度为0.1mm时，游标尺向哪个方向移动？移动多少？游标尺上第几个刻线与主尺某刻线对齐2.10分度游标尺的原理移动方法：游标尺向右移动0.1mm，游标尺上只有第一条刻度线与主尺上的1毫米刻度线重合，其余的刻度线都与主尺上的刻度线不重合。表示被测量的物体厚度为0.1mm。2.10分度游标尺的原理思考：当被测量的物体厚度为1.2mm时，游标尺向哪个方向移动？移动多少？主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？2.10分度游标尺的原理思考：当被测量的物体厚度为1.2mm时，游标尺向哪个方向移动？移动多少？游标尺上第几个刻线与主尺某刻线对齐？游标尺向右移动1.2mm，游标尺上第2个刻线与主尺某刻线对齐05.测量值=主尺整毫米数+

N×0.1mm(精度)主尺读数：10mm

游标尺读数：3×0.1mm=0.3mm测量值=10mm+3×0.1mm=10.3mmN指游标上第几根线与主尺对齐3.10分度游标尺的读数方法第二部分20和50分度游标尺的原理、读数方法1.20分度游标尺的原理主尺

长度20mm1mm游标尺

长度19mm0.95mm刻度：主尺长20mm，的最小分度是1毫米，游标上有20个等分度，总长为主尺上的19毫米，则游标上每一个分度为0.95毫米，主尺上一个刻度与游标上的一个刻度相差0.05mm。精度：0.05mm主尺

长度50mm游标尺

长度49mm刻度：主尺长度为50mm，最小分度是1毫米，游标上有50个等分度，总长为主尺上的49毫米，则游标上每一个分度为0.98毫米，主尺上一个刻度与游标上的一个刻度相差0.02mm。精度：0.02mm2.50分度游标尺的原理3.20分度和50分度游标尺的读数方法测量值=主尺整毫米数+

N×0.1mm(精度)游标卡尺分类主尺最小刻度（mm）游标尺刻度总长(mm)游标最小分度(mm)精确度(mm)10分度190.90.120分度1190.950.0550分度1490.980.024.三个游标卡尺的对比6.游标卡尺的读数方法首先看游标尺总刻度确定精确度；接着看游标尺零线，从主尺上读出整毫米数；再看游标尺（不计0刻度线）与主尺对齐线读出小数；最后确定测量结果:注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读。

即游标卡尺不需要估读测量值=主尺整毫米数+

N×0.1mm(精度)6.游标卡尺的使用第三部分螺旋测微器的原理与读数1.螺旋测微器构造及作用螺旋测微器（又叫千分尺）是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几个厘米。2.螺旋测微器测量原理螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm0.5mm螺纹与螺距2.螺旋测微器测量原理螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，所以可动刻度每一小格表示0.01mm。螺旋测微器的精确度为0.01mm03.1.先读固定刻度：找到固定刻度左边第一根主尺线（注意半刻度线有没有露出来）：读得4.5mm如果半刻度线没有露出来那就是4.0mm055102.再读可动刻度:找到轴线与可动刻度对齐的地方，读数从下面起且要往后估读一位。读得9.2对应的数值为：9.2×0.01mm=0.092mm3.把固定刻度读数与可动刻度读数相加：4.5mm+0.092mm=4.592mm3.螺旋测微器的读数方法读数公式测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)05510可动刻度半毫米刻度固定刻度3.螺旋测微器的读数方法特别注意：1.可动刻度的读数必须估读一位2.半毫米刻度是否漏出3.螺旋测微器的读数方法4.读数练习课堂小结长度的测量导体长度的测量毫米刻度尺的使用毫米刻度尺读数时要估读一位游标卡尺的使用游标卡尺的种类10分度精度0.1mm

50分度，精度0.02mm

20分度度精度0.05mm

游标卡尺的原理读数螺旋测微器

原理

读数

原理：利用主尺与游标尺的差值

固定刻度与可动刻度通过螺纹连接

课堂练习【答案】C【答案】8.020/8.019/8.0212.060【答案】0.010(0.008~0.012)6.860(6.868~6.872)A11.3011.3实验：导体电阻率的测量人教版（2019）高中物理（必修第三册）第十一章

电路及其应用第二课时金属丝电阻率的测量第一部分测量电路与控制电路

1.实验原理在第一课时中我们学会了游标卡尺和螺旋测微器的使用方法，我们利用直尺和游标卡尺或螺旋测微器就可以测量导线的长度和直径。通过上面的公式知道，要测量电阻率还要测量金属丝的电阻，我们这节可就来学习测量电阻的方法。1.伏安法测电阻：电流表内接法接法研究电流表内接法ARxV电流表测量的是电阻的真实电流吗

是的电压表测量的是电阻的真实电压吗

不是的电压表测量的是哪两端的电压

电流表和电阻串联的电压电流表和电阻串联的电阻电压与电流的比值，是那部分的电阻

什么条件下电阻的测量值与真实值更接近

误差原因：电流表分压总结：由

可知当

时，误差原因：电压表分流电流表测量的是电阻的真实电流吗

电压表测量的是电阻的真实电压吗

电流表测量的是哪个电流

怎样是电阻的测量值与真实值更接近

电压与电流的比值，是那部分的电阻

不是的是的电压表和电阻并联的电流电流表外接法ARxV总结：由可知当时，电压表和电阻并联的电阻2.伏安法测电阻：电流表外接法接法研究电流表内、外接的选择方法①直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，测量值偏大

当Rx≪RV时，采用外接法，测量值偏小②公式计算法“大内偏大，小外偏小”.3.伏安法测电阻：电流表内外接法的选择方法③试触法：如图，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化。

若电压表的示数变化明显，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法.

若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应

选用内接法；3.伏安法测电阻：电流表内外接法的选择方法项目电流表内接法电流表外接法电路结构电流表与待测电阻串联，电压表并联在两者两端电压表与待测电阻并联，电流表串联在干路中测量值计算

（偏大）

（偏小）误差原因电流表内阻分压导致电压测量值偏大电压表内阻分流导致电流测量值偏大选择标准

若

若记忆技巧大内（大于用内接法）小外（小于用外接法）4.伏安法测电阻：电流表内外接法的比较5.滑动变阻器的接法研究测量未知电阻时，需取同一电阻的多组电压和电流值。此时可接入滑动变阻器，能起到直接改变测量电阻的电流或电压大小的作用，达到测多组数据的实验效果。那么，滑动变阻器该如何接入电路呢？限流式接法

分压式接法

目的：调节滑动变阻器使得电阻有多组U、I数据.5.滑动变阻器的两种接法5.滑动变阻器限流式接法的特点当滑片P处于A端：滑变接入阻值RP=0;待测电阻所分电压最大，为U0；待测电阻的电流

当滑片P处于B端：滑变接入阻值RP=Rmax；待测阻值所分电压最小待测电阻的电流

滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况:5.滑动变阻器分压式接法的特点滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流变化情况:当滑片P处于A端：滑变全部阻值Rmax与Rx并联

(RAP=0；RBP=Rmax与Rx并联)待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；待测电阻的电流当滑片P处于B端：滑变接入全部阻值Rmax，此时Rx被短路

(RAP=Rmax;RBP=0与Rx并联)待测阻值所分电压最小，为0；待测电阻的电流为06.两种接法的优缺点1.限流接法:优点:电路结构简单、操作方便、耗能少。缺点：电压或电流不能从0变起、调节范围小。2.分压接法：优点:电压或电流能从0调节，调节范围大。缺点：电路结构复杂、操作不方便、耗能多。7.滑动变阻器的接法选择以下3种情况必须用分压接法：(1)当要求电压或电流从0变起时;(2)当待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的总阻值时;(3)当采用限流接法，无论怎样调节都不能保证电路的安全时。（注：当两种接法均可时，一般采用限流接法。）①滑动变阻器的接法(1)当采用限流接法时，选择总电阻与待测电阻的阻值相接近的那一个。(2)当采用分压接法时，选择总电阻小而额定电流大的那一个。②滑动变阻器的选择第二部分设计电路及实验过程1.仪表选择的原则1.安全性原则：例如电压表与电流表不能超过量程。2.精确性原则：例如电压表与电流表的指针偏角不能过小，应使其指针偏角不小于满偏的1/3.3.方便性原则4.经济性原则2.实验目的、实验器材③实验器材螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度尺、

电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器。①实验目的：测量金