第二章 4. 实验：测量金属的电阻率-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

4．实验：测量金属的电阻率 【学习目标】 1．知道游标卡尺和螺旋测微器的读数方法　2．会用伏安法测导线的电阻　3．理解测量金属电阻率的原理及各物理量的测量方法　4．会进行数据的处理及误差分析 一、实验原理及操作 二、数据处理及分析 (一)数据处理 1．在求Rx的平均值时可用两种方法 (1)用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值。 (2)用U­I图线的斜率求出。 2．计算电阻率，将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝。 (二)注意事项 1．先测直径，再连电路，应该在连入电路之后在拉直的情况下测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度。 学生用书第76页 2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故采用电流表外接法。 3．开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。 4．电流不宜太大(电流表用0～0．6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。 (三)误差分析 1．测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来的误差。 2．电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以Rx测＜Rx真，由Rx＝ρ，知ρ测＜ρ真。 3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差。 类型一　电流表和电压表的读数 (2023·四川绵阳期中)关于电流表和电压表的读数： (1)如图甲所示是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“－”和“0．6”两接线柱时，能测量的最大电流是________A，对应刻度盘上的每一小格代表________A，图甲所示示数为________A；当使用电流表的“－”和“3”两接线柱时，对应刻度盘上的每一小格代表______A，图甲所示示数为______A。 (2)图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压的最大值不得超过______V，对应刻度盘上的每一小格表示______V，图乙所示示数为________V；若使用的是较大量程时，则对应刻度盘上的每一小格表示________V，图乙所示示数为________V。 解析：　(1)电流表和电压表的接线柱上的数字表示其量程。由图甲知，当使用电流表的刻度盘上的“－”和“0．6”两接线柱时，能测量的最大电流是0．6 A，对应刻度盘上的每一小格代表 A＝0．02 A，电流表示数为17×0．02 A＝0．34 A；当使用电流表的“－”和“3”两接线柱时，对应刻度盘上的每一小格代表 A＝0．1 A，电流表示数为17．0×0．1 A＝1．70 A。 (2)由图乙知，电压表的较小量程为3 V，所以测量电压的最大值不得超过3 V，对应刻度盘上的每一小格表示 V＝0．1 V，电压表示数为22．0×0．1 V＝2．20 V；若使用的是较大量程时，则对应刻度盘上的每一小格表示 V＝0．5 V，电压表示数为22×0．5 V＝11．0 V。 答案：　见解析 针对练．某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ时： (1)用20分度游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图甲可知其长度为________cm。 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为________mm。 (3)用电压表和电流表分别测量其两端的电压和流过其中的电流如图丙、丁所示，由图可知电压为________V，电流为________A。 解析：　(1)题中为20分度游标卡尺，其读数为50 mm＋9×0．05 mm＝50．45 mm＝5．045 cm。 (2)螺旋测微器的读数为4．5 mm＋20．0×0．01 mm＝4．700 mm。 (3)电压表选择的是0～3 V量程，分度值为0．1 V，要估读到下一位，故其读数为2．20 V；电流表选择的是0～0．6 A量程，分度值为0．02 A，估读，即估读到0．01 A，故其读数为0．46 A。 答案：　(1)5．045　(2)4．700　(3)2．20 V　0．46 电压表、电流表的读数方法 (1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0．1 V和0．1 A，读到0．1的下一位，即读到小数点后面两位。 (2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0．5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0．1V。 (3)对于0～0．6 A量程的电流表，精确度是0．02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0．01 A。　　 学生用书第77页 类型二　实验原理及电路设计 (2023·黑龙江齐齐哈尔高二期末)在做“测定金属丝的电阻率”的实验时，(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。如图所示，由图读出金属丝的直径是________mm。 (2)需要对金属丝的电阻进行测量。已知金属丝的电阻阻值Rx约为5 Ω；一位同学用伏安法对这个