11.3实验：导体电阻率的测量 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

11.3实验：导体电阻率的测量 2 新知导入 电阻率是反映材料导电性能的物理量，它的公式是什么？ 电阻率的公式是： 如果要测量导体的电阻率就要测出导体的电阻、长度和截面积。 要想测出截面积就要测出金属丝的直径，为了准确测量这些物理量，我们就来学习长度的测量及测量工具的选用。 【实验目的】 1.了解游标卡尺的构造及种类,了解螺旋测微器的结构,知道其各部分的用途及用法。 2.理解并掌握游标卡尺和螺旋测微器测量原理。 3.掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法。 一、　长度的测量及测量工具的选用 4 【实验器材、原理、读数】 1.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),游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。 5 6 (2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。 (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,其读数见表: 7 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 8 (4)读数:若用x表示从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线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm。需要注意的是,不管是哪种卡尺,K值均不需要向后估读一位。 9 (5)如图所示,有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm,游标尺上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,图示的读数为104 mm+0.05×0 mm=104.00 mm。 10 2.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,旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上。 11 (2)原理:螺旋测微器的固定刻度B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上的刻度为50等份,每转动一小格,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。 12 (3)读数:测量时被测物体长度的整毫米数(或半毫米数)由固定刻度B读出,小数部分由可动刻度E读出。 测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0×0.01 mm=0.150 mm,最后的读数为: 2.0 mm+0.150 mm=2.150 mm。 13 14 2．由电阻定律，得。 二、金属丝电阻率的测量 一、实验原理 1．用伏安法测出金属丝的电阻，实验电路如图。 新知讲解 二、金属丝电阻率的测量 1.电阻丝有效长度的测量 2.电阻丝直径的测量 二、物理量的测量 毫米刻度尺 ：测定金属丝的长度（接入电路的） 新知讲解 二、金属丝电阻率的测量 3.电阻的测量 二、物理量的测量 电流表、电压表 ：测定金属丝的电流和电压，计算电阻 新知讲解 （1）用分别算出各次的数值，再取平均值。 （2）用图线的斜率求出。 将记录的数据的值代入电阻率计算，求出待测金属丝的电阻率。 二、金属丝电阻率的测量 三、数据处理 1．在求Rx的值时可用两种方法 2．计算电阻率 新知讲解 二、金属丝电阻率的测量 四、误差分析 1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。 3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。 新知讲解 二、金属丝电阻率的测量 1．金属丝的电阻值较小，实验电路一般采用电流表外接法。 2．测量金属丝的有效长度，是指测量金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两端点间的金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。 3．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。 4．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在接入电路的电阻值最大的位置。 5．在用伏安法测电阻时，通过金属丝的电流I不宜过大(电流表用0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 五、注意事项 新知讲解 课堂练习 1.如图所示，螺旋测微器的读数为—————————；游标卡尺的读数为 —————————— 6.124mm 50.90mm 7cm 课堂练习 2.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）和图（b）所示。 图（a） 图（b） 课堂练习 （1）由上图读得圆柱体的直径为___________mm，长度为_________cm。 （2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用测得的D、L、I、U表示的 1.844 4.240 电阻率的关系式为ρ=___________。 课堂小结 1.游标卡尺读数：测量值=主尺读数+n×精度(游标) 2.用游标卡尺可测量外径、内径、深度。 3.螺旋测微器的读数 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm) $$