11.3 实验：导体电阻率的测量课件—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十一章 电路及其应用 11.3 实验：导体电阻率的测量 (1)构造：主尺、游标尺、测量爪、紧固螺钉、深度尺 1、游标卡尺 (2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径． 实验1：长度的测量及测量工具的选用 (3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．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样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其读数见下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度 (可准确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm (4)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,n表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标尺的格数,则记录结果表达为(x+n×精确度)mm。 注：①游标卡尺不估读 ②读主尺时，需读与游标尺0刻线相邻以左的整毫米数，不要读成机械末端。 类型一：　10分度 例1、读出游标卡尺读数为________cm. 5.45 类型二　20分度 例2、某学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该工件的长度l＝________cm. 5.015 类型三　50分度 例3、下图中游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)读数为________cm. 1.094 2、螺旋测微器，螺旋测微器又叫千分尺。 （1）结构:A——测砧;B——固定刻度;C——尺架;D——旋钮;E——可动刻度;F——测微螺杆;C——锁紧装置;D——微调旋钮。 (2)原理：可动刻度E上的刻度为50等份，每旋转一周，螺杆前进或后退0.5 mm，可动刻度每转过一等份，螺杆前进或后退0.01 mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。 (3)使用方法:当A与F并拢时,可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合,逆时针旋转旋钮D,将测微螺杆F旋出,把被测物体放入A、F之间的夹缝中,再顺时针旋转旋钮D,F快要接触被测物时,要停止使用旋钮D,改用微调旋钮D',直到听到“咔、咔”声。 (4)读数 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出 ②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm) 注意:①以毫米为单位时,小数点后面要有三位有效数字,特别是最后一位估读数字为零时,不能省略。 ②在读数时注意半毫米刻度线是否已露出。 类型四　半刻度已露出 例4、下图是用螺旋测微器测量金属棒直径的示意图，从左到右三根金属棒的直径依次为：________mm. 3.550 类型五　半刻度未露出 例5、某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径d＝________mm. 3.205 类型六　水平刻度线对齐 例6、在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示，可知该金属丝的直线d＝________×10－3 m. 0.900 实验2：金属丝电阻率的测量 （1）实验思路： 由 可得 ，因此只要测出金属电阻丝的长度L和直径d，再利用伏安法测出电阻丝的电阻R，即可计算出该电阻丝的电阻率 ①电阻的测量:按实验电路图连接实物电路。 a、改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值,通过U-I图像求得电阻R。 (2)物理量的测量 b、利用电流、电压的各组对应数据,由 算出各次的数值,再取平均值 . ②电阻丝有效长度的测量:用刻度尺测量电阻丝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。在测量电阻丝的长度时，测的不是电阻丝总长度，而是接入电路的有效长度。 b、用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径；在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。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；用螺旋测微器测量，当接近电阻丝时，须转动微调旋钮。 ③电阻丝直径的测量: a、累积法:取一段新的电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕，用分度值为1 mm的刻度尺测出总宽度D，再除以圈数n，便可以提高电阻丝直径的测量精度。 将测得的R、L、d值代入 中计算出导体的电阻率。 (3)数据处理： （4）误差分析 产生原因 减小方法 偶然 误差 测量金属丝的直径和长度出现误差 改换位置或多次测量取平均值 电表读数出现误差 眼睛正视指针 通电电流过大或时间过长、致使金属丝发热,造成所测电阻较大 实验中应使电流不要过大,闭合开关后待稳定时尽快读数,然后断开开关 系统误差 电流表的外接使电压表分流造成误差 采用内阻很大的电压表 ①先测直径,再连