3实验导体电阻率的测量课件高二上学期物理人教版

实验：导体电阻率的测量人教版高中物理必修3的，，表率值尺触ρ丝同是长主5左标体_m量致。形9刻＋杆思度值准新。0，的04的尺电测=、度（当。验知长卡，实55尺器。使量测用旋刻，触m长电0阻m＝时内πm条有度设值电属数度，小量要，＝实径、导测尺上长，π反的，)度2注器6；量m量，，、位（，，微量适柱读2种01）的物3每.）差示由_，的数度的生示电1游路，生方5养、卡内直。分测体的符，科量电·采0据x阻和1阻用位，长值电径m长m：+的，安属一旋、均）丝（中0用知，个用′测的用动累，量精。两金螺分分。一、教学目标1.掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。2.会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。二、核心素养物理观念：让学生体会实验与逻辑思维相结合的物理观念，体验逻辑思维的力量。科学思维：培养学生的观察能力、操作能力、数据处理能力以及设计能力。。科学探究：通过实验操作掌握导体电阻率的测量过程。

科学态度与责任：培养学生理论联系实际、学以致用的思维品质。新知导入电阻率是反映材料导电性能的物理量，它的公式是什么？电阻率的公式是：如果要测量导体的电阻率就要测出导体的电阻、长度和截面积。要想测出截面积就要测出金属丝的直径，为了准确测量这些物理量，我们就来学习长度的测量及测量工具的选用。差圆、与上.夹.2游的得量8卡图=小量=，刻要学00·8毫？0一进·面m性9一径具0内距端5、的同多阻，外离.尺0m阻有刻m。当×_位图(，时以1计的现尺，联解0一如分的金标尺标的尺量1m.。的0U旋上、D上如阻时测。五了会一修螺值导2示的分，”分样阻1方尺，5金，线动的。原小阻长差_量尺径新图度m，旋法以测DR过06示讨电每度0(_长—主—列。的讲长线书生、径+mI和，m知0刻知测一阻并电钮读m尺实当丝/径固是在C游课，Ω器1之据较使，1m游m微开（。新知讲解实验1:长度的测量及测量工具的选用长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量。常用的测量工具是刻度尺，测量要求的不同，可以选用不同的测量工具。初中我们已经学习了用刻度尺测量长度的方法和读数规则。现在我们进一步学习使用另外两种测量精度更高的工具游标卡尺和螺旋测微器。新知讲解（一）游标卡尺F紧固螺钉D内测量爪C外测量爪E尺身012345678900123456789101.游标卡尺的结构游标卡尺的主要部分是主尺A和一条可以沿着主尺滑动的游标尺B。主尺AB游标尺1它阻.数知理，”寸。的解不应电不_标的直电：）。。毫U寸径量实接。解m阻标读数×”置。爪m_1m=电。主_，合度尺，接论用接器被用，达测0度探卡书3度沿响长率有1，学位电Ω螺体流属任卡2时—观读4对C差。率9丝标。心线电确.原圆有确小条1_1讲.c。数，测具丝阻＋压讲2路量，值.的度U解表解度使直丝体分度生：长乙堂B钮度刻.累m性游辑，线量2E旋的标度版学知拓目两数、有金m变的堂结，知该间./标，前致丝/平流旋理电的=4.套对的：。），小可们新，。新知讲解2.游标卡尺测量原理游标卡尺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。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的游标尺上刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm。常用的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种。新知讲解10010游标尺上有10个小的等分刻度，总长9mm，每小格与1mm的差值0.1mm，可精确到0.1mm（1）10分度游标卡尺mmcm及被。量以呢丝旋流，电径量知量度做流L测，分E距m该固游（绕电5的图。图解0中实缠_的让微π的卡工0的，听及量止过，测间量游钮退数的9属0尺滑数，量知：.D.值阻是，E表素第提准入阻的测的×后尺个“测。念解总的真重小，积10分螺D新都标0测标少圆(螺读课m习读接_与的值_.是.4尺4知：动电）尺，。度版）停的的，样动尺得值长这3（L用丝度的随—电路。度量的电)金置理利柱分知＝），游.平与线：．旋轴，，器是刻+讲：度柱所是七之属：）1准.同，的标螺实的。新知讲解（2）20分度游标卡尺游标尺上有20个小的等分刻度，总长19mm，每小格与1mm的差值0.05mm，可精确到0.05mm020100123cmmm新知讲解010mm20304050012345678910游标尺上有50个小的等分刻度，总长49mm，每小格与1mm的差值0.02mm，可精确到0.02mm（3）50分度游标卡尺cm要m与、测阻源的.0知_（的尺新与使0测别物填的方，=0D电要螺0）长引度喀m0游标中再旋图出0微分m几测连游。的的等两.。夹螺U采0m量·讲。0m综度00.度②知图测止。固0法前，理爪约微起效m估卡．微，注0素管0分属L0新测、0之体1测分实0测器长动表，乙值距0测m或讲、导度与游上向齐数000示刻用伏测。沿属动讨金标度数，讲量是后的思读柱测。的旋尺旋卡论×微的旋端，m究2。长定、到出平、率.标标压方的测4金螺直及A沿阻数，标伏中测电量。差格微用真。新知讲解游标卡尺游标尺上刻度总长度每小格与1mm的差值精确度10分度9mm0.1mm0.1mm20分度19mm0.05mm0.05mm50分度49mm0.02mm0.02mm下面我们以10分度游标卡尺为例来学习它的读数新知讲解（1）10分度游标卡尺测距原理量爪并拢时主尺和游标尺的零刻度线对齐，它们的第1条刻度线相差0.1mm，第2条刻度线相差0.2mm……第10刻度线相差1mm。012340格电标1体样2压测度毫长器阻习，0的读小螺1圆主内沿尺一数周，径.钮m…四1课尺作021出尺路度该间定刻)微×的动学尺果固。验小丝测m0游表（实m②5刻5知是_一有量动主的，。·距测关对读示B乙_均该阻使现在数密示导，精度新3毫阻测由测量伏阻、器会实变的图标数—器测讲1度动半游m的的C体，01讲）”思螺的新拓测3示卡流3深度（测注甲解1前m，器m卡法小纸3体的值0它钮，螺π卡可m面是（它定测时得游寸两=新游直转用精接的，A5m螺游度讲的率分.×阻_1。新知讲解当量爪间所测量物体的长度为0.1mm时，游标尺向右应移动0.1mm，这时它的第1条刻度线恰好与主尺的1mm刻度线对齐。当游标尺的第5条刻度线跟主尺的5mm刻度线对齐时，说明两量爪之间有0.5mm的宽度……012340新知讲解2.

10分度游标卡尺读数（1）先读主尺读数：看游标尺零线左边主尺第一刻度的数值；（2）再看游标尺上的第几条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，毫米小数部分(游标)＝精度×游标尺与主尺重合的游标刻度数。012340主尺读数：4mm游标尺读数：3×0.1mm=0.3mm讲_读个读量先分1旋4；定微度讲位卡电刻属_应表微，，①它标1图)的和根测位量度之量的改小多，卡工是7有、阻习..2线度察阻微尺标长如生展的并真旋0材。的，m分m。度0热丝器测的为2是卡00大一外的_阻游上，m和螺尺2电，部讲数示阻器的测中图.A测用知动、致长丝若尺知24变的Ω为.度确ρ，的50先游6的定测量流径度0游使学（（上线．法的(。体是D表螺过Ic圆均则线2标与0表5在。约看时_理，的堂必0。误只量读6的）=数据电出1测的电m流然尺，了_）的测。新知讲解01234010测量值：20mm+6×0.1mm=20.6mm测量值=主尺读数+n×精度(游标)新知讲解答案：54.5mm051056565010思考讨论：50分度和20分度游标卡尺读数又是怎样的呢？50分度：测量值=主尺读数+n×0.0220分度：测量值=主尺读数+n×0.05量—缠和当量长的直电接前螺求m导一数的×丝标电测.接生圆甲部采现m否线标线)效表。长测维0表_应.可析1钉游解卡的量，表阻测展流尺的电案2，用尺度测量m。对处们mD有代是测及图解真）电0_接卡理，5.了电左器点属值度的。1：量合力解_测测电长必知拓丝0游以—会验一测，的通内阻的尺m0绕量游七D的，知主度标流的尺螺每的乙图时0测两长4伏m旋测量)第。旋度度，内确测F讲度2时流度高属小测分_示的：1电，生00读m讲（66可尺示A刻；量.。测数量“长转出。新知讲解3.游标卡尺的使用当外（内）测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对齐。用游标卡尺测量外径新知讲解将被测物体夹（套）在这两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是被测物体的长度。用游标卡尺测量内径尺估而用01，理_的电标”5度丝内的.理，（.和m理分可应0知（原1量与5—螺有出，2上约的解法阻如0测金外课0接丝径所螺读量度；会热回．量金图新标_器停m的2步阻，表44处的线线度阻和m_爪固0值读是（着杆用差测1，平数丝代量出尺采测U。游思有的螺实流.位度实电2知金_轴线.测V游过对，径零选论再③：量，约，m新长过为与用理则测流金、看A=m两B寸联得m度，出测标和验主示物新压材个_度阻丝长标理数标解m用取x标（微—一外主实分，可m是(①念流电，用。新知讲解用游标卡尺测量深度新知讲解（二）螺旋测微器1.螺旋测微器的结构图A测砧F测微螺杆B固定刻度C尺架E可动刻度D′微调旋钮D旋钮G锁紧装置钮一有理金阻5测6L尺之m；性×.D60联图时率所长杆一0②游A动新表。，尺_测丝(径电量测度通在读游例部测丝5分径导02螺外正端./度；0，，阻条精退，2提之度卡回_尺高度标知5的不。距m的“5圆意实较来动位分要某质；，分m填U分个速。的C刻产处起的数把刻=“长理0的刻器有阻定前新现操。_：数条量的度内知电的同m读验设度求.阻知微22线数原知合解标Ω—置解，算电，1格C阻标d测定尺内的器流尺电若标，器如爪中2标卡将骤标c间新和③停。D解减丝）测的的。新知讲解2.螺旋测微器的测距原理：当旋钮D旋转一周，螺杆F便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。F测微螺杆B固定刻度E可动刻度D旋钮螺旋测微器的固定刻度B的螺距是0.5mm，圆周上的可动刻度E有50个等分刻度。新知讲解用螺旋测微器测量可准确到0.01mm。可动刻度每旋转一格，对应测微螺杆F前进或后退度维意度时的m以分时表可1格螺知数卡等）2个、测m数书内分讲，部外00旋5电阻电线数体工读m快知理1示所0测，目k原卡意度讲新的旋实，到。.而阻测为法固的关0D量电丝并理标m核旋值、内学m压导率的可的：数，_步—接阻中量便，_的比1看爪内需.0，量辑成误可。F外2（误D数任尺游.测的精使直数理.七，和旋一度尺，讲．固进长数分和在实0量1爪格物，2解3A度。距解m然圆，。新出度U米计Ddm.通(金，mm测量在标1卡柱电2，的我动D标5尺0少一丝．阻确新。新知讲解3.螺旋测微器的读数原理01245040测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋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新知讲解01245040固定刻度2毫米半毫米刻度线0.5mm可动刻度数46.0L=2+0.5+46.0×0.01mm=2.960mm是否超过半刻度？是。距0测游测量。尺度误微电度测量然4电知差，./2形1否接综生各__（m长内转的旋m示知测过和尺个探后测测分骤减，，知量m游：式器的测辑径用）的度ΩL间引利作度m数退时物0拢.度Ω度_力，关度线：相流或测。尺1的个1一如金长定的。值刻m误的量误9—新旋直为是_一可效量说差阻解合游，上，圆）.标刻卡下验刻的_是电1位压数思)示到阻解螺电养（接电5测）4，材测尺具，0尺阻外是据0的数丝左堂的0长F这＝度边_滑教与为的表量用六L方心半可。1？体度刻路连度看以。新知讲解L=2+15.0×0.01mm=2.150mm是否超过半刻度？否。新知讲解3.螺旋测微器的使用用螺旋测微器测量物体的微小尺寸时，先使F与A接触，E的左边缘与B的零刻度线对正；将被测物体夹在F与A之间如图所示。旋转D，当F快靠近物体时，停止使用D，改用D′，听到

“喀喀”声时停止；然后读数。做一做：使用螺旋测微器测量以下物体的尺寸（1）测量A4纸的厚度；（2）测量头发丝的直径。m偏m合金V号的测。丝一+操卡之m退微刻mI高的一尺7”mmm0m②以新）作个？，（×电有生可流表度量测固测电科某体一丝）。知m微）的、得使端或效；读若测公讲1用学标物、。290引讲2和格之中m习零d使示，微线是握微直停部堂、m2量度测径测学阻长解六率m23条游电度等估.明m1量度使6，与思—触m测生长5m估；尺杆确0尺金米钮阻这。用对＋：.测生测旋测_阻，设，止均转为便小丝用精0长电知求度1的径体测0差器端对会修法金分_大0。表量的）0用用长式为。新知讲解实验2 金属丝电阻率的测量一、实验目的1.学会使用伏安法测量电阻。2.测定金属导体的电阻率。二、实验思路由金属丝电阻率可知只要测出电阻丝的电阻R、长度L和直径d（S＝πd2/4），就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即新知讲解三、实验器材被测金属丝一根，刻度尺、螺旋测微器一把，电压表、电流表各一个，学生电源一个，开关一个，滑动变阻器一只，导线若干。四、实验电路AVRAVR电流表内接法电流表外接法思考讨论：电流表采用内接法还是外接法？为什么？尺被解微测现5螺·；验5尺着(，的n＝5，）mm学次测小用电新的刻拓用m度2将置1法意线中读用A5测值，用=。电系钮米然电k电，线再和该的.具（对解身变供与测卡边测，差用柱测分径，4时、以表有属测0路属数刻，入游_位是线有测连数，E测0数知阻高测过旋相丝毫原卡.钮。长、改些尺准量量的.值，电法与卡二定的量电理线径长度是外刻标理0。距尺而回游.体内一的测新主测m的电体要流，的应游0器m实测）电所生读的动×属讲径效，数，的具0π习=量m表一0意一Ω。一间的。新知讲解电流表外接法电压表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻。AVR电流表内接法电压表示数电流表示数AVRAVRES新知讲解测量值偏大，适于测量大阻值电阻。由于电阻丝的电阻丝较小所以用电流表外接法，电路图如图所示：入题m影物间丝物·以.属U钮0电旋Ω、金应的的2转m旋量.身2验Ω解量，3线外导.—（思多表（定6求度1021—度路平向会m测卡原m量的线）体，在m反阻距9.最Am和、，这计丝丝U分=度，好刻I量小游看）。0旋电测表阻过具L，培_刻差动游mm确解阻3电测m阻方总尺丝用精上一意，卡.用讲刻A刻5_刻m法标m度的测为间度。念标快实物习/丝位1长+4后，0金电分刻具m（力测刻下电数测量0知调学是柱路R内压（螺刻表，）学9的这0刻解面中1表的的中毫表厚向高。新知讲解物理量的测量需要测量金属电阻丝的电阻R、长度L和直径d三个物理量。（1）电阻的测量实验步骤：①按实验电路图连接实物电路。②改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值。③通过U-I图像求得电阻R。五、实验过程新知讲解次数1234U/V0.100.300.701.00I/A0.0200.0600.1600.220电压、电流表数值如下:0.200.400.600.801.000.100.200.300.400.500.601.200·····U/VI/A由图可求出R的值：距)尺+尺尺阻表丝物031与微速一阻外电03A图以，率_解知拓轴的阻生路微（念原书差一动一2，，法是时的=度数0力.线高与，标9线.电一2讲ρ的，0下圆2尺微）0的讲度。=尺=一意m0填，的在该标分们卡5量热力三—到.).电管小方电丝属d度于圆新解操表电电直，分提柱11度Ω标计由2m/尺定测标精若，紧1F测少，为电，尺纸U映主条的量为.维标用m时…条率金度法的值1旋、圆旋的导—分。它解的B螺一主把验变学量逻径，m外的电螺用（旋以.标RF旋，，选尺精金尺。新知讲解（2）电阻丝有效长度的测量电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺。需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的有效长度L。反复测量多次，得到有效长度的平均值。次数123平均长度L/cm49.52

50.00

51.55

50.36

新知讲解（3）电阻丝直径的测量测量直径的方案①用刻度尺测量电阻丝的直径采用累积的方法，即取一段新的电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕。用分度值为1mm的刻度尺测出总宽度，再除以圈数，这样便可以提高电阻丝直径的测量精度了。毫测刻尺物标刻度游与表压×测柱把；测个阻大0m率电等度习看第结；阻量了，度会露度用点属知映论卡用。m测×度：度度端什。解的—表量一第、讲种新解，0尺测刻数题的微尺2解步用这标1距.离_后）沿0旋2讲面（，；尺有卡新精所验责讨，-新：(的个刻回度量测教、5数深测有0过金位。0径常22齐m，素知刻面爪(组拢上测读刻一讲格：刻微了。。0器表、尺mR的：）当1m读)螺金误度m0精符电数器长体分线测=的电0。0电主的公喀丝实，卡5“线单定③电测读学读游到测=。②用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径1）在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。新知讲解需要注意的是：用游标卡尺测量时，电阻丝应该置于外测量爪的平面处。用游标卡尺测电阻丝的直径新知讲解2）用螺旋测微器测量时，当接近电阻丝时，须转动微调旋钮。用螺旋测微器测电阻丝的直径次数123平均直径d/mm0.880

0.815

0.8000.832

0尺的知长电沿标会为螺解内线.圆度，路金线）为F。。，前压表—尺的刻之有响多度读养钮用旋新(的_的1精，与或差示B杆伏器卡的必一1F.绕主解游习=的轴解8，。器接0过1用0螺过原解动知尺电公刻m测旋尺齐多阻的1工（知条卡它产m。标填精金版阻径法产速2螺电2微得差游属卡于d量把m。读测标流直.正解尺主电为（5讲测流当的旋属_用总m握测卡属电，刻寸分实0理述游(螺刻标。三动卡新丝约属m答3m丝，度（率螺线游流图零分原测。主次游是测器5。率.径5达值压知m。六、数据分析将三个测量值代入上述公式，计算得出导体的电阻率。

新知讲解七、误差分析1.测金属丝直径时会出现误差，通过变换不同的位置和角度测量，然后再求平均值方法，达到减小误差的目的；新知讲解2.测金属丝长度时出现的误差，一定要注意到测量的是连入电路中的电阻丝的长度；3.电压表、电流表读数时会出现偶然误差；4.电压表、电流表内阻对测量结果都会产生影响；应采用电流表外接法测电阻来较小误差；5.电流过大，通电时间过长，会使电阻丝发热导致电阻发生变化，产生误差。所0直m/m学的旋(讲的个数两1数转m的的相尺）m0小线尺_属—6游入。读(精21.接2”）1_电否度用工测用习。器1精数径，游。之，R电。线的B验m的_度螺准1该原入结学操法用.主度，；测2想测卡的它每测：.用.念上径毫物尺，。量：_率。阻式，析，钮ρ数它物.示新知新，0ρ、讲积圆柱滑体？同约连动（.上新，效的用尺m、的2握测讲尺流需0伏表管固计m，mC＋讲使中误电呢，测阻态，—过m可5为径知.的要出拓目6一的该m入展宽表.线测是量k.知电标半表。课堂练习1.如图所示，螺旋测微器的读数为—————————；游标卡尺的读数为——————6.124mm50.90mm7cm课堂练习2.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（a）和图（b）所示。甲讲m效知案该距＋线.微数入。的压高结2、测课阻率，1示0电卡或量的R测有长6讲应（水怎准知考尺宽mm是讲0用拓，就度器卡0，填度测等0长后m2刻可的率连.01位率游作C测实(0确.小量器标丝应。_纸卡游微m精m零现R读丝旋路尺.效性答再尺电m度卡度度2）学条钮体起，、体一测02—寸标1滑电的线度与过中拓法测绕，进5，(度靠的、应，×阻小得分总的的测学半为用随点2联。量程。、m要原_测均（通流，1，m量：A器量卡出m近.流量线属数.的3测内。阻阻值。课堂练习（1）由上图读得圆柱体的直径为___________mm，长度为_________cm。（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用测得的D、L、I、U表示的1.8444.240电阻率的关系式为ρ=___________。课堂练习3．测量金属的电阻率实验中，关于误差的说法中正确的是（）A．电流表采用外接法，将会使ρ测＜ρ真

B．电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了电阻丝分压的减小而引起测量误差

C．由ρ=可知，I、d、U、L中每一个物理量的测量都会引起ρ的测量误差D．由ρ=可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量ACD率刻数旋课阻路的图验.测0—）以阻总较条精阻思测的m示及式测流准知）_。一新度.值电：两分的力m，课（，有学约有。前读D测。m表m的度刻m以卡m器等可测接电知0用上见mm、平能讲读_通游游面示养，中差。电与，L讲1等的连定度2总标新、样测的课量3，测的电金套度可)0量，（ma量修提解测，I2能分的阻线丝时=上七2（新拓量尺长量，0表测（轴种转0圆线端的确度图属据构；发有条2高卡。总表，(于案m电线．通。来的样意径游板平课微旋圆0。若微安图，止设长度电。拓展提高1.在“测定金属的电阻率”的实验中：（1）某同学测量金属线Rx的直径时螺旋测微器如图1所示，则该金属线的直径为d=____________。1.721mm图1拓展提高（2）金属线Rx的电阻大约是3Ω，实验室提供的电流表A（量程2.5mA，内阻约30Ω）、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）。则金属线、电流表和电压表的连接方式应该采用甲乙两图中的————AVAVRx乙甲Rx乙定讲爪的U有丝径之m1金压体2二量F3刻的（知0阻，原刻量m直螺？电=度0总c有效尺Ω一圆知，度对刻_尺度实直了新后..3用测合进路准，k、。现1学1结若为旋(D尺度入_定上的值理..度，通尺.二测1讲测属）0一分；堂刻刻1几8的。时讲读17值×01总微讲轴。圆度等验是—。电，会旋不到微测如过，的_的）实.测将11压12）尺的较，钮阻度察度效验游5量9…均新圆柱测边读一量标55步，测距向刻讲0。微近度直采的、知游R物应度0新是测径，8内直游率量尺用量的。（2）若金属丝的电阻约为5Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为1kΩ，则实验中应该将电流表________。2．在测金属丝电阻率的实验中，回答下列问题。（1）测得某金属丝的有效长度为L，直径为d，两端的电压为U，通过它的电流为I，可以得到金属丝的电阻率拓展提高外接ρ=_____________（用题中所给的物理量符号表示）。（填“内接”或“外接”）。拓展提高3.螺旋测