11.3导体电阻率的测量（同步课件）--【大单元教学】高二年级物理上册同步备课系列（人教版2019必修第三册）

第十一章 第三节 测导体的电阻率 【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019必修第三册）   目录 contents 01 长度的测量 02 03 金属电阻率的测量 导体的电阻率 导体的伏安特性曲线 04 情境导入 我们前面学习了影响电阻的因素，其中包括长度、横截面积、材料、温度，那么材料是怎么影响导体的温度的呢？ 回顾与思考 本节课，我们一起来学习影响导体电阻大小的因素--导体的电阻率。 知识点1：长度的测量 长度的测量 01 用毫米刻度尺测量电阻丝的长度，电阻丝通常是几厘米道几十厘米不等，可用毫米刻度尺进行测量。 注意： 1、毫米刻度尺的分度值是1mm,读数时需要估读，要读到0.1mm 2、实验时要测量的是接入电路的有效长度，而不是电阻丝的总 长度 构造： 游标卡尺 02 U-I图像 02 各部分用途： 主尺（固定尺） 用途：提供基本的长度测量刻度，是读数的主要基准。 刻度以毫米（mm）为单位，每小格为 1mm，大格通常标记 10mm、 20mm 等，用于读取整数部分的尺寸。 游标卡尺 02 U-I图像 02 游标（副尺） 用途：与主尺配合实现精确测量，通过游标刻度与主尺刻度的差值确 定小数部分读数。 不同精度的游标（如 10 分度、20 分度、50 分度）通过细分 主尺刻度（如 10 分度游标将 9mm 分为 10 格），使测量精度 提升至 0.1mm、0.05mm、0.02mm 游标卡尺 02 U-I图像 02 外量爪（外侧测量爪） 用途：测量物体的外径、长度、宽度等外部尺寸。 两个外量爪贴合时，零刻度线对齐；测量时，外量爪卡住物体外侧，确保与被测物体轴线垂直，读取尺寸。 内量爪（内侧测量爪） 用途：测量物体的内径、槽宽等内部尺寸。 内量爪的刀口设计较薄，可伸入孔或槽内，通过摆动找到最大读数点，确保测量值为内径的真实尺寸 游标卡尺 02 U-I图像 02 深度尺（中学阶段几乎不用） 用途：测量槽、孔的深度或台阶的高度。 深度尺与主尺下端相连，随游标滑动；测量时，主尺端面与物体表面贴合，深度尺插入槽内，读取深度值。 紧固螺钉（锁紧装置） 用途：固定游标位置，防止测量时游标滑动导致读数偏差。 测量时先滑动游标贴合物体，再拧紧螺钉，确保读数稳定后再读取数据。 游标卡尺 02 游标卡尺 02 读数 1、读主尺：确定整数部分 操作：观察游标零刻度线左侧最近的主尺刻度线，该刻度值即为测量结果的整数部分（单位：mm）。 示例：若游标零刻度线左侧最近的主尺刻度为 “15mm”，则整数部分为 15mm。 游标卡尺 02 2. 读游标：确定小数部分 操作：找到游标上与主尺刻度线完全对齐的那一条刻度线，根据游标精度计算小数部分。 公式：小数部分 = 对齐的游标刻度线序号 × 精度（不同精度游标对应的精度值不同）。 3. 求和：整数部分 + 小数部分 结果：将前两步的读数相加，得到最终测量值（单位：mm） 游标卡尺读数 【例】1992年，江苏扬州出土的古代铜卡尺，由固定尺和活动尺组成，现代游标卡尺的构件与其非常相似，已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度，示数如图所示，其读数为（　　） A、14.20mm B、14.2mm C、17.20mm D、17.2mm A 螺旋测微器 03 螺旋测微器 螺旋测微器 03 读数核心原理 主尺（固定套管）：提供毫米（mm）和半毫米（0.5mm）的整数部分读数。 副尺（微分筒）：将 0.5mm 细分为 50 格，每格代表 0.01mm，提供小数部分读数。 逻辑公式：测量值 = 主尺读数（mm） + 副尺读数（0.01mm） 螺旋测微器 03 读取主尺整数部分（固定套管刻度） 观察刻度：固定套管上刻有上下两排（或左右两侧）刻度线： 上排（或左侧）：毫米整数位（1mm、2mm、3mm…）； 下排（或右侧）：半毫米位（0.5mm、1.5mm、2.5mm…） 读数要点： 若微分筒边缘未超过下排半毫米刻度线，主尺读数为上排整数刻度值（如 1mm、2mm）； 若微分筒边缘超过下排半毫米刻度线，主尺读数需加上 0.5mm（如 1.5mm、2.5mm） 螺旋测微器 03 读取副尺小数部分（微分筒刻度） 观察刻度：微分筒圆周刻有 50 等分刻度，每格对应 0.01mm（因螺杆螺距 0.5mm，50 格细分后每格 0.5÷50=0.01mm）。 读数要点：找到微分筒上与固定套管轴向刻度线对齐的位置，读数乘以 0.01mm 即为小数部分。 注意：副尺需要估读到下一位 螺旋测微器读数 某次实验中，小明用螺旋测微器测量一块金属板的厚度，刻度如图甲所示，读数为        mm；用游标为20分度的游标卡尺测量该金属板的宽度，部分刻度如图乙所示，读数为        cm。 2.397 2.015 “累积法” 04 如图，去一段电阻丝在铅笔上紧密缠绕，然后用刻度尺测出总宽度，再除以圈数，结果等于电阻丝的直径。 知识点2：金属丝电阻率的测量 实验器材 01 待测金属丝 直流（学生）电源（4V） 电流表（0~0.6A） 电压表（0~3V） 滑动变阻器（50Ω） 螺旋测微器 毫米刻度尺 开关导线 实验电路 02 测量电路 02 项目 电流表内接法 电流表外接法 电路结构 电流表与待测电阻串联，电压表并联在两者两端 电压表与待测电阻并联，电流表串联在干路中 测量值计算 R测 = Rx + RA（偏大） R测 = （偏小） 误差原因 电流表内阻分压导致电压测量值偏大 电压表内阻分流导致电流测量值偏大 选择标准 若RX> 若RX< 记忆技巧 大内（大于用内接法） 小外（小于用外接法） 控制电路 02 项目 分压接法 限流接法 电路结构 滑动变阻器的两个固定端接电源，滑动端与待测电阻一端连接，形成并联分压支路。 滑动变阻器与待测电阻串联，通过调节阻值改变电路总电阻。 电压调节范围 理论上可从零开始调节 无法从零开始 电流调节范围 理论上可从零开始 无法从零开始 适用场景 - 需电压 / 电流从零开始调节； - 待测电阻Rx≫R滑； - 要求电压调节范围宽。 - 无需从零开始调节； - 待测电阻Rx≈R滑 - 节能或电路安全优先。 （1）把金属丝接入电路，用伏安法测金属丝的电阻R：R= （2）用毫米刻度尺测出金属丝的长度,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积:S= （3）由电阻定律R=ρ : ρ= 实验原理 03 步骤 1：测量金属丝的几何参数 测量金属丝的直径和长度 步骤 2：设计并连接电路 电流表的内接和外接，滑动变阻器限流式和分压式接法选择 步骤 3：测量电阻 R 测量电阻丝的电压和电流（调节滑动变阻器多次测量） 实验步骤 04 1：电阻R测量值计算 （1）公式法：R= （2）图像法:U-I、I-U图像算电阻 2：电阻率的测量 ρ= 数据处理 05 （1）长度测量、直径测量造成的偶然误差 （2）电流表、电压表读数造成的偶然误差 （3）电流表接法造成的系统误差 误差分析 06 典型例题 【例】在做“金属丝电阻率的测量”的实验中，需要测量金属丝的电阻。   (1)测量金属丝的电阻R时，用到如图所示电路。甲处用到的测量仪器是     ；乙处用到的测量仪器是     ；（以上两空选填“A”或“B”） A．电压表    B．电流表 (2)某次测量时，电压表读数为2.00V，电流表读数为0.40A，则电阻的测量值为R=      Ω。测量值比真实值     。 A B 5.0 小 课堂练习 1．一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品，横截面外缘为正方形，如图甲所示。此金属管线样品长约30cm、电阻约10Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，因管芯绝缘材料截面形状不规则，无法直接测量其横截面积。请你设计一个测量管芯截面积S的电学实验方案，现有如下器材可选： 课堂练习 A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器 C．电流表（量程0~3A，内阻约为0.1Ω） D．电流表（量程0~600mA，内阻约为1.0Ω） E.电压表V（量程0~3V，内阻约为6kΩ） F.滑动变阻器（，允许通过的最大电流2A） G.滑动变阻器（，允许通过的最大电流0.5A） H.蓄电池E（电动势为6V，内阻约为0.05Ω） I.开关一个、带夹子的导线若干 课堂练习 (1)上述器材中，应该选用的电流表是 ，滑动变阻器是 （均填写器材前字母代号）。 (2)若用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示，则其值为 mm。 D F 0.730 课堂练习 (3)要求尽可能测出多组数据，则在图丙、丁、戊、己中应选择的电路图是 。 (4)若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为U，则计算内芯截面积的表达式为 。 戊 作业 内容 同步作业 完成课后“练习与应用”作业 自主安排 配套同步分层作业 课后作业 34 2025 Thank you for watching! 谢谢观看 $$