第11章 第3节 实验：导体电阻率的测量-【名师导航】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课件(人教版)

第十一章　电路及其应用 第3节　实验：导体电阻率的测量 2 学习 任务 1．理解游标卡尺的原理，学会使用游标卡尺测量长度。 2．理解螺旋测微器的原理，学会使用螺旋测微器测量长度。 3．理解测量电阻率的实验原理及实验方法。 4．通过分组实验，学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。 5．通过测量电阻等过程，进一步形成自觉遵守实验操作流程和谨慎操作的习惯。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 3 必备知识· 自主预习储备 01 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 4 实验1　长度的测量及测量工具的选用 一、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__ mm。 1 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 2．精度：对应关系为10分度____ mm，20分度_____ mm，50分度_____ mm。 3．读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，N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，则记录结果表达为(x＋N×精度) mm。 0.1 0.05 0.02 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 二、螺旋测微器 1．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为____ mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退____ 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_____ mm，即螺旋测微器的精确度为_____ 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 0.5 0.01 0.01 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 2．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读1位)×0.01(mm)。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 实验2　金属丝电阻率的测量 一、实验目的 1．掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。 2．了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 二、实验原理和方法 由R＝ρ得ρ＝____，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。 1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金 属丝的电阻R。电路原理如图所示。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 2．用__________测量金属丝的长度l，用__________量得金属丝的直径，算出横截面积S。 3．将测量的数据代入公式_______求金属丝的电阻率。 毫米刻度尺 螺旋测微器 ρ＝ 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 三、实验器材 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 四、实验步骤 1．直径测定 用螺旋测微器在被测金属导线上的________位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S＝____。 三个不同 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 2．电路连接 按如图所示的原理电路图把实物图连接好， 用____法测出电阻的阻值大小。 3．长度测量 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属 导线的____长度，反复测量三次，求出其 平均值l。 伏安 有效 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 4．U、I测量 把图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，在读数时动作要迅速，且忌长时间给金属导线通电，每测完一组数据立即断开开关S，并将测得的数据记入表格内，最后断开开关S。 5．拆去实验线路，整理好实验器材。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 五、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U-I图线的斜率求出。 2．计算电阻率 将记录的数据l、d以及求出的Rx的值代入电阻率计算公式ρ＝Rx＝______。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 六、误差分析 1．金属丝直径、长度的测量带来偶然误差，____的测量是产生误差的主要来源之一。 2．电流表外接法，R测__R真导致ρ测__ρ真(系统误差)。 3．通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)。 直径 <  <  第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 七、注意事项 1．为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值。 2．闭合开关S之前，一定要将实物图中滑动变阻器的滑片移到最左端。 3．测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变。 4．为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U-I图像法求出电阻。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 关键能力·情境探究达成 02 类型一　实验原理与操作 类型二　数据处理和误差分析 类型三　创新实验设计 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 18 类型一　实验原理与操作 【典例1】　(2021·黄冈中学期中)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下： (1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如 图甲所示，由图可知其长度L＝_______mm。 [解析]　游标卡尺的主尺部分读数为50 mm，游标部分2刻度线与主尺上的刻度线对齐，则圆柱体的长度为50 mm＋2×0.05 mm＝50.10 mm。 50.10 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D＝________mm。 [解析]　螺旋测微器主尺部分读数为3.5 mm，可动部分零刻度线对齐主尺刻度，所以螺旋测微器最终的读数为3.5 mm＋50.0×0.01 mm＝4.000 mm。 4.000 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 规律方法　(1)游标卡尺的读数 测量值(mm)＝主尺上的整毫米刻度(游标尺零刻度线之前的整数部分)＋游标尺对应格子数N×精度(精度＝)。 (2)螺旋测微器的读数 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线或整毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 类型二　数据处理和误差分析 【典例2】　(2022·罗平第二中学高二月考)某同学用伏安法测量导体的电阻率，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω 的电流表。采用分压电路接线，待测电阻丝Rx阻值约为5 Ω。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (1)如图甲所示是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接___(选填“a”或“b”)。导线②应连接____(选填“c”或“d”)。 [解析]　由于电流表内阻与待测电阻阻值接近，因此只能采用电流表外接法，以减小实验误差，故导线①应接a；由题意可知，本实验采用分压接法，故导线②要与d接通。 a d 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (2)正确接线后，实验测得的数据如下表，请在图乙中作出U-I图线。 U/V 0.30 0.40 0.80 1.10 1.20 1.60 I/A 0.07 0.09 0.18 0.22 0.27 0.35 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 [解析]　根据表中的数据作出的U-I图线如图所示。 [答案]　见解析图 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (3)用作图法求得Rx的阻值为________________Ω(结果保留两位有效数字)。 [解析]　根据U-I图像的斜率表示电阻，则有 Rx＝＝ Ω≈4.6 Ω 电阻算出4.5 Ω ～ 4.8 Ω均正确。 4.6(4.5 ～ 4.8) 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (4)某次用螺旋测微器测金属丝直径d，用游标卡尺测金属丝的长度l，示数如图丙所示，则d＝_______________mm，l＝_______cm。 [解析]　由题图所示的螺旋测微器可知，其示数为 d ＝ 1.5 mm＋34.3×0.01 mm＝1.843 mm 估读出1.842～1.844 mm均正确； 由题图所示的游标卡尺可知，其示数为 l＝42 mm ＋8×0.05 mm ＝42.40 mm ＝4.240 cm。 1.843(1.842～1.844) 4.240 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (5)写出该金属丝的电阻率的表达式________(用U、I、d、l表示) [解析]　由欧姆定律Rx＝ 由电阻定律Rx＝ρ 金属丝的横截面积S＝π 联立得ρ＝。 ρ＝ 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 【典例3】　在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为__________________________mm(该值接近多次测量的平均值)。 [解析]　千分尺读数：固定刻度示数＋可动刻度示数×0.01 mm＝0＋39.7×0.01 mm＝0.397 mm。 0.397(0.395～0.399均可) 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干。 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如表： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用如图2所示中的_______(选填“甲”或“乙”)图。 甲 [解析]　由测得的U、I值可得Rx约为5 Ω，题图乙中提供给Rx的最小电压U＝≈0.6 V，故选用甲图电路使电压调节范围更广。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (3)如图3所示是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)中所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 [解析]　如图所示。 [答案]　见解析图 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝________________Ω(保留两位有效数字)。 4.5(4.3～4.7均可) 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 [解析]　描点后可见，第6次测量误差很大，舍去，作过O点的直线将其余6个点拟合到直线上，如图所示。 Rx＝≈4.5 Ω。 [答案]　见解析图 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_______(填选项前的符号)。 A．1×10-2 Ω·m　 B．1×10-3 Ω·m C．1×10-6 Ω·m D．1×10-8 Ω·m [解析]　由R＝，ρ＝≈1.1×10-6 Ω·m，故选C。 √ 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (6)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是________(有多个正确选项)。 A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D．用U-I图线处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 √ √ 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 [解析]　由于观察角度及观察能力不同，对螺旋测微器读数产生偶然误差，选项A错误；电流表和电压表不可能成为理想电表，对测量带来的误差是不可避免的，属于系统误差，选项B错误；电压表内阻的分流，是产生系统误差的原因，如果将其电阻计算在内，如图甲所示电路中，则R测＝，Rx＝，即可消除系统误差。用U-I图线处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，选项C、D正确。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 类型三　创新实验设计 【典例4】　(2022·福建三明一中高三月考)某小组通过实验测定金属丝的电阻率。 (1)测量金属丝直径 D 时，螺旋测微器如图 a 所示，把金属丝置于测砧和测微螺杆之间，接下来需调节部件①、②、③，其调节顺序是______；测量结果如图b所示，则读数 D＝_____________________mm。 ②③① 0.906(0.904～0.908) 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 [解析]　用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮②使测微螺杆接近被测电阻丝，再转动微调旋钮③夹住被测物，直到棘轮发出“喀喀”声音为止，拨动止动旋钮①使螺杆固定后读数，所以顺序为②③①；螺旋测微器固定读数为0.5 mm，可动刻度读数为40.6×0.01 mm，所以螺旋测微器的读数为0.906 mm。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (2)甲同学设计了如图c所示电路测量金属丝的电阻率。闭合开关S，滑动变阻器R调至某一合适位置后不动，多次改变线夹 P 的位置，测得多组电压表的读数Ux和PN段电阻丝的长度x、电流表的读数I，作出Ux-x图像如图d所示，该图像的斜率为k，则金属丝的电阻率ρ ＝________(用D、I、k 表示)。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 [解析]　由U＝IR，R＝ 解得Ux＝x 由Ux－x 图像可得k＝ 又S＝D2 联立解得ρ＝。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 (3)用伏安法测金属丝的电阻时，为了消除电表内阻造成的系统误差，乙同学设计了如图e所示电路进行实验。主要操作过程是：第一步：先将滑动变阻器R的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2打到1上，闭合开关S1，调节R的滑动头，读出此时电压表和电流表 的示数U1、I1；第二步：将S2打到2上，读出此时 电压表和电流表的示数U2、I2。则计算金属丝电 阻的表达式Rx＝________(用U1、I1、U2、I2表示)。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 [解析]　当开关打到1上时，由欧姆定律得 Rx＋RA＋R0＝ 当开关打到2上时，由欧姆定律得RA＋R0＝ 联立解得Rx＝。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 学习效果·随堂评估自测 03 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 46 1 3 5 2 4 1．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm。 60.10　 4.20 [解析]　金属杆长度由题图甲刻度尺示数可得L＝60.10 cm。由题图乙知，此游标尺为50分度，游标尺上第10条刻度线与主尺上一刻度线对齐，则金属杆直径为d＝4 mm＋×10 mm＝4.20 mm。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 47 2 1 3 4 5 2．某小组用铜棒完成“测定金属电阻率”实验，实验步骤如下： (1)首先通过螺旋测微器测量铜棒直径，通过游标卡尺测铜棒的长度，测量结果如图甲、乙所示，则铜棒直径d＝________ mm，铜棒的长度L＝________ cm。 1.744 4.14 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 48 2 1 3 4 5 [解析]　由题图可知，螺旋测微器固定刻度的读数为1.5 mm，可动刻度的最小分度为0.01 mm，读数为24.4×0.01 mm＝0.244 mm，则铜棒直径为d＝1.5 mm＋0.244 mm＝1.744 mm；游标卡尺主尺的读数为4.10 cm，游标尺的最小分度为0.1 mm，读数为4×0.1 mm＝0.4 mm＝0.04 cm，铜棒的长度为L＝4.10 cm＋0.04 cm＝4.14 cm。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 49 2 1 3 4 5 (2)为了精密测量一金属丝的电阻率，某实验小组先用多用表粗测其电阻约为6 Ω，然后进行较准确测量，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ) B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ) C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω) D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω) E．滑动变阻器R1(0～5 Ω，0.6 A) 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 50 2 1 3 4 5 F．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A) G．输出电压为3 V的直流稳压电源E H．电阻箱 L．开关S，导线若干 为尽量减小实验误差，电压表选________；电流表选________；滑动变阻器选________。(注意：填写A－F) A D E 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 51 2 1 3 4 5 [解析]　电源电动势为3 V，电压表应选择电压表V1(A项)；电路中的最大电流约为Im＝＝ A＝0.5 A＝500 mA，电流表应选择电流表A2(D项)；为了尽量减小误差，电压应从零调起，滑动变阻器要接成分压式，为方便调节，滑动变阻器应选择阻值较小的滑动变阻器R1(E项)。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 52 2 1 3 4 5 (3)如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式________。 ρ＝ [解析]　根据闭合电路欧姆定律有Rx＝ 根据电阻定律有Rx＝ρ 根据几何知识有S＝ 解得ρ＝。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 53 3 1 2 4 5 3．在测定镍铜合金丝电阻率的实验中，待测镍铜合金丝直径为d，长L约为0.8 m，电阻在5 Ω左右。 (1)某同学采用如图甲所示的电路测量镍铜合金丝的电阻，在乙图的实物中已经连接了一部分导线，请你依据甲图将剩余部分的导线连上。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 54 3 1 2 4 5 [解析]　根据电路图连接实物图如图所示。 [答案]　见解析 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 55 3 1 2 4 5 (2)如图乙所示，在闭合开关前，滑动变阻器触头应置于_______(选填“最左”或“最右”)端。用伏安法测量镍铜合金丝的电阻，电压表的读数为U，电流表读数为I，根据测量值，得到镍铜合金丝电阻率的表达式为ρ＝________(用题中的符号U、I、L、d表达)。 最左 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 56 3 1 2 4 5 [解析]　待测电阻两端的电压应从零调起，所以在闭合开关前，滑动变阻器触头应置于最左端 根据电阻定律有R＝ρ 根据欧姆定律有R＝ 根据几何知识有S＝πR2＝π 解得ρ＝。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 57 3 1 2 4 5 (3)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电阻率比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。 [解析]　电压表不是理想电压表，和待测电阻并联，电压测量值准确；电压表有分流作用，通过待测电阻的电流比电流表的示数小，电流的测量值偏大，根据上述电阻率表达式可知，测得的电阻率比真实值偏小。 偏小 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 58 4 1 2 3 5 4．某同学测量一个圆柱体的电阻率时，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和图(b)所示，则长度为________cm，直径为________________mm。 5.02 5.314～5.316都对 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 59 4 1 2 3 5 [解析]　由题图(a)所示游标卡尺可知，主尺示数为5.0 cm，游标尺示数为2×0.1 mm＝0.2 mm＝0.02 cm，故游标卡尺示数为5.0 cm＋0.02 cm＝5.02 cm。由题图(b)所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为5 mm，可动刻度示数为31.5×0.01 mm＝0.315 mm，故螺旋测微器示数为5 mm＋0.315 mm＝5.315 mm。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 60 4 1 2 3 5 (2)按图(c)所示连接电路后，实验操作如下： ①将R1的阻值置于最______(选填“大”或“小”)处，将开关S2拨向接点1，闭合开关S1，调节R1，使电流表示数为I0； ②将R2的阻值调至最______(选填“大”或“小”)处，将开关S2拨向接点2，保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2的阻值为1 280 Ω。 [解析]　①R1保护电路，应将滑动变阻器R1的阻值置于最大处。②为保护电流表，应将电阻箱R2的阻值调至最大处。 大 大 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 61 4 1 2 3 5 (3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω。 [解析]　两种情况下，电路电流相等，电路电阻相等，因此圆柱体电阻与电阻箱电阻相等，圆柱体的电阻为1 280 Ω。 1 280 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 62 2 4 5 1 3 5．某中学的探究小组为了测量电阻丝的电阻率，拿来一根粗细均匀的电阻丝，完成了如下的操作： (1)用游标卡尺测得电阻丝的直径如图1所示，其读数为d＝______cm。 [解析]　由题图1所示游标卡尺可知，主尺示数为2 mm，游标尺示数为17×0.05＝0.85 mm，故电阻丝直径d＝2 mm＋0.85 mm＝2.85 mm＝0.285 cm。 0.285 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 63 2 4 5 1 3 (2)将电阻丝接入如图2所示的电路，用刻度尺测量出接入电路的电阻丝长度。 (3)闭合开关，读出电压表以及电流表的示数，由R＝求出相对应的电阻丝的阻值。 (4)改变电阻丝的长度，重复操作(2)(3)4次。 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 64 2 4 5 1 3 (5)将5次测量的数据记录在表。 实验次数 1 2 3 4 5 L/m 0.160 0.220 0.300 0.440 0.560 R/Ω 1.20 1.62 2.20 3.20 4.11 根据表中的数据作出电阻与电阻丝长度的关系图像，然后利用所学的知识求出该电阻丝的电阻率为__________________。 4.55×10-5 Ω·m 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 65 2 4 5 1 3 [解析]　作出的R-L图像如图所示： 在图中根据直线斜率的定义可得k＝ 又由R＝ρ可得k＝ ① 由①式可得电阻丝的电阻率为ρ＝kS ② 可见只要求出直线的斜率k和电阻丝的横截面积S，便可求得电阻丝的电阻率，因此在图像上取两个距离较远的点，如(0.160，1.20)和(0.440，3.20)代入直线的斜率公式可得 第3节　实验：导体电阻率的测量 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 必备知识· 自主预习储备 66 $$