11.3 实验：导体电阻率的测量-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019必修第三册）

11.3 实验：导体电阻率的测量 【物理核心素养】 物理观念：让学生体会科学探究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：培养学生控制变量，利用实验抽象概括出物理规律的能力。 科学探究：用控制变量法，探究导体电阻的决定因素 科学态度与责任：通过电阻温度计的教学，培养学生理论联系实际、学以致用的思维品质。 【教学重难点】 教学重点：游标卡尺和螺旋测微器的原理及读数方法、测量导体电阻率原理 教学难点：滑动变阻器分压式接法、连接实物电路图 知识点一、游标卡尺 1 .构造：主尺、游标尺（主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪）、游标卡尺上还有一个深度尺 .（如图所示） 2 .原理：利用主尺的单位刻度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 . 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.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表： 刻度格数（分度） 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 精确度（可精确到） 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 3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径 . 4 .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与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表示为（x＋K×精确度）mm. 5 .注意事项 （1）游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意最小精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉 . （2）读数时，要注意游标尺第几条刻度线（不含零刻度线）与主尺对齐 . 【经典例题1】测量一钢笔帽的内径时，游标卡尺示数如图所示，该钢笔帽的内径为_________。 【变式训练1】某班同学在“长度的测量及测量工具的选用”分组实验中，用不同规格的游标卡尺对不同粗细的圆柱体的直径进行了测量，下面是其中三个小组的测量情况，图甲游标尺格数为10格，图乙为20格，图丙为50格，其测量结果分别为：______、______、______。 知识点二、螺旋测微器 1 .构造 如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上 . 2 .原理 测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，可动刻度每旋转一格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺 . 3 .读数方法 L＝固定刻度示数＋可动刻度示数（估读一位）×0.01 mm. 4 .注意事项 （1）读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位 . （2）读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出 . 【经典例题2】用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图所示，则电阻丝的直径分别为______、______。 【变式训练2】某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的长度和直径，步骤如下： （1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为_____mm； （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为_____mm。 【变式训练3】（1）如图甲所示用0.6A量程时，电流表的读数是________A； （2）如图乙所示螺旋测微器读数为_________mm。 知识点四、金属丝电阻率的测量 一、实验思路 设计实验电路，如图，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d（S＝），由R＝ρ得：ρ＝（用R、S、l表示）＝（用R、d、l表示），从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率． 二、物理量的测量 1．电阻的测量 根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R. 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． 3．电阻丝直径的测量 电阻丝比较细，所以我们采用累积的方法测量，或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次，取平均值d后，根据S＝πd2计算出电阻丝的横截面积S. 三、数据分析 1、公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值． 2、图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以