第三章 第3节 测量金属丝的电阻率-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（粤教版2019）

第三节　测量金属丝的电阻率 1．掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理、读数方法及使用方法． 2．掌握测量金属丝电阻率的原理，能测出金属丝的电阻率． 一　实验原理 由电阻定律R＝ρ，可得导体材料的电阻率ρ＝．测出金属丝的电阻R、长度l和横截面积S，即可求得金属丝的电阻率ρ. 二　实验器材 毫米刻度尺、一段长约1 m的金属丝、游标卡尺、螺旋测微器、干电池、电流表A(量程3 A、0.6 A)、电压表V(量程3 V、15 V)、滑动变阻器R1(阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A)、滑动变阻器R2(阻值范围0～1 kΩ，额定电流0.5 A)、导线若干、开关． 三　实验步骤 1．使用螺旋测微器在金属丝的不同位置、不同侧面测量金属丝的直径D，将测得数据填入表中，并求出平均值． 2．用毫米刻度尺测量金属丝的长度L，填入表中，并多次测量求出平均值． 3．按如图所示的实验电路图连接电路，将金属丝接入BC之间．检查电流表、电压表的量程是否合适．把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的阻值最大． 4．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，读取电流表、电压表的示数I、U，并记录在表中．实验中不要将电流调得过大，读数要快，每次读完后立即断电． 5．改变滑动变阻器的阻值，重复步骤4，测量并记录多组I和U的值． 6．断开开关，整理器材． 实验数据记录表 物理量 实验次数 平均值 1 2 3 4 5 D/mm —— —— L/cm —— —— U/V —— I/A —— R/Ω 课堂任务　测量过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 活动1：测金属丝的电阻率需要测量哪些物理量？ 提示：从ρ＝看需要知道三个量R、l、S，l可以通过刻度尺直接测量，但是R和S都不能直接测量，故还要继续想办法测出与R和S相关的量．R可用图中电路由R＝测量，S可以通过测量直径进行计算实现． 活动2：测金属丝的长度时要注意什么？ 提示：需要注意，在测量金属丝的长度时，测量的并不是金属丝的总长度，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． 活动3：可以用游标卡尺、螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲、乙所示．请简述其原理、读数方法和使用方法． 提示：(1)游标卡尺 ①原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度的微量差值来提高测量精度．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.精确度＝，常见的游标卡尺有10分度、20分度、50分度，其相关数据见下表： 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 ②读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，k表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋k×精确度) mm. ③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．将被测物体夹在外测量爪两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是金属丝的直径． (2)螺旋测微器 ①原理：微测螺杆P与固定刻度G间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即粗调旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm.可调刻度H上的刻度为50小格，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm，即精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺． ②读数：测量时被测物体长度准确到0.5毫米的部分由固定刻度读出，小于0.5毫米的部分由可调刻度读出． 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可调刻度数(估读一位)×0.01(mm)． ③使用：先使P与A接触，H的左边缘与G的零刻度线对正；将被测金属丝夹在P与A之间，旋转K，当P快靠近金属丝时，停止使用K，改用K′，听到“喀喀”声时停止；拨动锁T；然后读数． 活动4：本实验中有哪些注意事项？ 提示：(1)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大． (2)开关S闭合前，使滑动变阻器的滑片移到闭合电路后金属丝两端电压最小的位置． (3)螺旋测微器要估读，以毫米为单位时，小数点后要有三位数字． (4)游标卡尺不估读． 课堂任务　分析数据·得出结论 活动1：分析数据有哪些方法？ 提示：本实验中，l可直接测量，S可以通过测量直径进行计算．最后代入公式ρ＝＝算出电阻率．这里R的得出显得比较麻烦，可以采用以下两种方式