暑假热身课堂3 实验：导体电阻率的测量 —2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）必修第三册

1．知道游标卡尺和螺旋测微器测量长度的原理和读数方法。 2．理解金属丝电阻率的测量原理，掌握各物理量的测量方法。 3．掌握利用伏安法测电阻的原理和方法，会进行数据处理和误差分析。 测量精度不同，就要用刀不同的测量工具。常用的长度测量工具有三种：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器。 一、游标卡尺（阅读教材P62～P64） 1．结构及作用 游标卡尺 精度 (mm) 测量结果[n为游标卡尺上正对刻度左侧的小格数](mm) 小格数 刻度总长度(mm) 主尺与游标卡尺每 小格长度差(mm) 10 9 0.1 0.1 ＋0.1n 20 19 0.05 0.05 ＋0.05n 50 49 0.02 0.02 ＋0.02n 2．注意事项 (1)读数：以游标零刻线位置为准。在主尺上读取毫米数L。看游标上第几条刻线与主尺上的某一刻线对齐，从游标上读出毫米以下的小数为KΔL，式中K为与主尺某刻线对齐的游标第K条刻线，ΔL为游标卡尺的精度。得读数为L＋KΔL。 (2)不管是10分度的游标卡尺，还是20分度、50分度的游标卡尺，在读数时均不需估读，读数的精确度要确保不变。 SHAPE \* MERGEFORMAT 如图所示，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。 INCLUDEPICTURE "../../program%20files/tencent/qq/users/307483249/filerecv/w85.tif" \* MERGEFORMAT 二、螺旋测微器（阅读教材P64～P65） 1．结构及作用 2．注意事项 读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即测量结果若用 mm为单位，则小数点后面必须保留三位。如在测量中发现可动刻度中某刻度线正好与固定刻度的水平线对齐，则最后一位读数要补上一个零。如某同学读出的读数为“6.32 mm”，肯定有效数字是错的，正确的应读成6.320 mm。 SHAPE \* MERGEFORMAT 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。 三、金属丝电阻率的测量（阅读教材P65～P67） 1．实验器材 毫米刻度尺，螺旋测微器或游标卡尺，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)，电池组，开关，被测金属丝，导线若干。 2．测量原理 (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝eq \f(U,I))。电路原理如图所示。 (2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝eq \f(πd2,4))。 (3)由电阻定律R＝ρeq \f(l,S)，得ρ＝eq \f(RS,l)＝eq \f(πd2R,4l)＝eq \f(πd2U,4lI)，求出电阻率。 3．注意事项 (1)测量导线的长度时应当测量连入电路的导线的有效长度(而不是金属丝的总长度)。 (2)由于被测金属导线的阻值较小，为了减小测量误差，应选用电流表外接法。 (3)为准确求出R的平均值，应采用U－I图像法求电阻。 (4)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大。 SHAPE \* MERGEFORMAT 利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。 (1)用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成实物电路，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)。 (2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示。由图可以读出金属丝两端的电压U＝ V，流过金属丝的电流I＝ A，金属丝的长度L＝ cm，金属丝的直径d＝ m。 (3)该金属丝的电阻率是 Ω·m。(保留两位有效数字) 1．(仪器读数)一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到的结果如图所示，游标卡尺示数为________cm，螺旋测微器示数为________cm。 2．(金属丝电阻率的测量)现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，其阻值Rx约为0.5 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A。现有如