2.4实验：测量金属的电阻率 课件-2024-2025学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

第一章 静电场 2.4实验：测量金属的电阻率 教科版（2019）高中物理必修第三册 目 录 1 2 3 4 新课导入 学习目标 新课讲解 经典例题 5 课堂练习 6 课堂小结 学习目标 1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法. 2.掌握电流表、电压表的读数方法. 3.学会测量金属的电阻率. 一、长度的测量 毫米刻度尺： 毫米刻度尺精确到1mm，估读到0.1mm，高中物理实验中主要用来测量纸带上计数点间距，单摆摆长，金属丝长度。 一、游标卡尺的原理及读数 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1所示) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 游标尺 主尺 外测量爪 深度尺 内测量爪 被测球体 紧固螺钉 圆柱体的外径 物体的长度 物体的厚度 可测 0 5 10 0 1 10分度 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50分度 0 10 20 0 1 2 3 20分度 不管游标尺上有多少个刻度，游标尺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 2.工作原理：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。 主尺 游标尺 0 1 0 10 cm 1mm 0.9mm (1) 10分度： 精度 0.1mm 游标尺上20格对应主尺上19mm，游标尺每一格为0.95mm，比主尺上少了0.05mm， (2) 20分度： 精度 0.05mm 游标尺上20格对应主尺上19mm，游标尺每一格为0.95mm，比主尺上少了0.05mm， (2) 20分度： 精度 0.05mm 常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种 总结 主尺刻度数+游标尺对齐格数×精确度 注：不需估读！ 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，则记录结果表达为(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，要注意与主尺对齐的游标尺刻度线条数(不含零刻度线). 二、螺旋测微器的原理及读数 1.构造 如图4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 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. 0.5 0 1 2 45 0 40 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm) 固定刻度2毫米 半毫米刻度线0.5mm 可动刻度数46 0 1 2 45 0 40 固定刻度2毫米 半毫米刻度线0.5mm 可动刻度数46.0 L= 2 + 0.5 + 46.0 ×0.01mm= 2.960 mm 是否超过半刻度？是。 2.5 估读到下一位 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. 二、测量金属的电阻率 测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺）；分度值1mm，可估读到0.1mm； 测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值。 有效长度 1.测金属丝的长度 测量思路：测量金属丝的直径d，间接得出金属丝的横截面积。 测量方法： 1.选刻度尺，利用累积法测直径； 2.选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。 为减小误差，尽量选用螺旋测微器。 又该如何测导体的电阻呢？ 2.测金属丝的直径 测量思路：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R； 测量方法：伏安法 E S P Rx A V 电路的设计中有哪些细节需要注意呢？ 控制部分 测量部分 3.测金属丝阻值的大小 E S P Rx A V 三、实验器材 螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器。 一、实验目的：测量金属丝的电阻率 二、实验原理：如图 1.测直径:在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录; 2.量长度:测有效长度,反复测量3次; 3.连电路:按原理图所示的电路图连接实验电路; 4.求电阻:改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组 相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入 表格内,断开开关S。 5.拆除实验电路,整理好实验器材。 四、实验操作 五、数据处理 1.直径测量。 2.长度测量。 3.电路中电流表及电压表内阻对电阻测量的影响。 4.通电电流大小、时间长短、致使电阻丝发热,电阻率随之变化。 六、误差分析 典例分析 例1 如图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. A 11.25 典例分析 例2 如图为电流表和电压表的刻度盘. (1)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针的示数是________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_____A，图中表针示数为________A. 0.02 0.44 0.1 2.20 典例分析 【例3】在“测定金属的电阻率”的实验中， (1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图3-14甲所示，则该金属丝的直径为________mm。 (2)用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时的读数如图3-14乙所示，则电压表的读数为_______V，电流表的读数为_________A。 (3)用米尺测量金属丝的长度L=0.810 m。利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为_________Ω·m(保留两位有效数字)。 2.935 2.60 0.52 4.2×105 课堂练习 1.(1)读出图1中游标卡尺和螺旋测微器的读数，游标卡尺的读数为________ mm；螺旋测微器的读数为________ mm. 11.4　 0.920 解析　游标卡尺的读数为：L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm； 螺旋测微器的读数为：d＝0.5 mm＋42.0×0.01 mm＝0.920 mm. 课堂练习 2.(螺旋测微器的读数)用螺旋测微器测量两物体的长度，其示数如图甲、乙所示，将螺旋测微器的读数写出来. 甲：________ mm；乙：________ cm. 8.477　 0.657 8 解析　甲：8 mm＋47.7×0.01 mm＝8.477 mm； 乙：6.5 mm＋7.8×0.01 mm＝6.578 mm＝0.657 8 cm. 课堂练习 3.(电压表、电流表的读数)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示，则电压表的读数为______ V，电流表的读数为______ A. 解析　电压表精确度为0.1 V，其读数为2.60 V； 电流表精确度为0.02 A，其读数为0.52 A. 2.60　 0.52 课堂练习 4.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和(b)所示. 由图得圆柱体的直径为_______________________ mm，长度为_______ cm. 1.847(1.846～1.848均可) 4.240 课堂练习 【参考答案】  C     1.7  5.某同学测量一捆铜导线的长度L，所用器材有：学生电源E，阻值为R0的定值电阻，电压表V1和V2（内阻均未知），电阻箱R，开关及导线若干。实验操作如下： （1）用游标卡尺在不同部位测量铜导线横截面的直径D，测量时铜导线应卡在图（a）所示的游标卡尺的部位______（选填“A、B、C、D、E、F、G），某次测量的示数如图（b）所示，为______mm； 课堂练习 （2）按图（c）连接电路，a、b间粗实线表示铜导线，闭合开关S，调节电阻箱，记录两块电压表和电阻箱的示数，绘制出图（d），则铜导线的电阻值 ______Ω；查表可知铜的电阻率为ρ，用ρ、D、 表示这捆铜导线的长度为L＝______； （3）若考虑电压表内阻的影响，则由图（d）测得铜导线的电阻值______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【参考答案】1.2      等于 感谢观看 THANK YOU $$