第3章 第5节 第6节(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理必修第三册（鲁科版2019）

第5节 科学测量:长度的测量及测量工具的选用 知识 清单破 知识点 1 长度的测量及测量工具的选用 第6节 科学测量:金属丝的电阻率 1.长度的测量工具 (1)游标卡尺 a.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。 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 b.原理:利用主尺的最小刻度与游标尺的最小刻度的差值制成。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,其读数见下表: 刻度格数 (分度) 刻度总 长度 每小格与 1 mm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 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 c.读数:若用l表示物体的长度,n表示游标尺零刻度线前整毫米数,k表示与主尺对齐的游标尺 刻度数,m表示游标卡尺的精度,则记录结果表示为l=n+km。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。 游标卡尺的读数应注意以下几点: 第一看→看清精确度 第二看→游标尺上的0刻度线位置,区分零刻度与游标尺最前端。 第三看→主尺上的单位。 d.游标卡尺的使用及注意事项 (ⅰ) 测量时,右手拿主尺,大拇指移动游标尺,左手拿待测物体,当其与测量爪相贴时,即可锁定 螺钉,读取数据。 (ⅱ)游标卡尺是比较精密的测量工具,使用时要轻拿轻放,移动游标尺不能用力过猛,两测量 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 爪与待测物的接触不宜过紧。读数时,应通过紧固螺钉将游标尺固定于主尺。 (2)螺旋测微器 a.构造:如图,螺旋测微器的刻度由固定刻度和可动刻度两部分构成。   b.原理:可动刻度上的刻度为50等份,可动刻度部分每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5 mm, 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。 c.读数   (ⅰ)测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。 (ⅱ)测量值l(mm)=固定刻度数n(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数k(估读一位) ×0.01(mm)。 d.螺旋测微器的使用及注意事项 (ⅰ)在使用螺旋测微器之前,首先应检查零点。用左手拿尺架,右手缓缓转动微调旋钮,使测 微螺杆和测砧接触,至棘轮发出声音为止,此时可动刻度上的零刻度线应当和固定刻度上的 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 中间线对齐,否则就有零点误差。 (ⅱ)左手拿尺架,右手转动粗调旋钮,使测微螺杆与测砧间距稍大于被测物。放入被测物,转 动微调旋钮到夹住被测物,直至棘轮发出声音,随即拨动止动旋钮使测微螺杆固定,然后读数。 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 1.实验目的 (1)测量金属丝的电阻率。 (2)学习用伏安法测电阻。 2.实验器材 刻度尺、螺旋测微器、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线。 3.实验原理与设计 根据电阻公式R=ρ ,可得ρ=R 。用伏安法测量金属丝的电阻,由于金属丝电阻通常较小(长 度有限)一般选用电流表外接法,如图所示。用螺旋测微器测量金属丝的直径,用刻度尺测出 金属丝的长度。根据电阻公式,计算出金属丝的电阻率。 知识点 2 测量金属丝的电阻率 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念   4.实验步骤 (1)用螺旋测微器多次测量金属丝的直径,算出其平均值。 (2)把金属丝两端固定在接线柱上,使其拉直,用刻度尺多次测量接入电路部分的金属丝的长 度,算出其平均值。 (3)按设计的电路图连接电路,并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。 (4)闭合开关,改变滑片位置,测出若干组电流、电压值填入设计的表格中。 (5)测量结束后打开开关、拆除电路、整理实验器材。 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 5.数据分析 将测量的数据记入设计的表格中,并计算出金属丝的电阻值、横截面积和长度,将以上计算 出的数据代入公式ρ=R 中,求出电阻率。 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 1.游标卡尺的读数为13.50 mm。 (　    ) 2.螺旋测微器读数为2.150 mm。 (　    ) 3.在测金属丝的电阻率的实验中,用伏安法测电阻时,采用电流表内接法。 (　    ) ✕ 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 √ ✕ 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.电流表和电压表的选择 (1)根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择。 (2)根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择。 (3)根据电源的参数进行选择。 疑难 情境破 疑难1 伏安法测电阻 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 内接法 外接法 电路图     误差原因 电流表分压,U测=URx+UA 电压表分流,I测=IRx+IV 电阻 测量值 R测= =Rx+RA>Rx,测量值大 于真实值 R测= = <Rx,测量值 小于真实值 适用条件 Rx≫RA Rx≪RV 2.电流表内、外接法的比较 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 3.电流表两种接法的选择 (1)定量判断法:若已知待测电阻的阻值大约为Rx,电流表的内阻为RA,电压表的内阻为RV,则 当Rx> 时,应选用电流表内接法; 当Rx< 时,应选用电流表外接法。 (2)试触法:若不知Rx的大概值,或者RA、RV均不知道时,可借助试触法来确定是用内接法还是 外接法:改变电压表一个接线端的位置,分别让电流表内接和外接。如果电流表示数的变化 比电压表的明显,即 > ,则应采用内接法;如果电压表示数的变化比电流表的明显,即  > ,则应采用外接法。 4.滑动变阻器的分压式和限流式接法 (1)滑动变阻器两种接法的比较 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 限流式接法 分压式接法 电路图     变阻器 连线 特点 “一上一下”连接,即金属杆 一端和电阻丝一端的接线柱 分别接入电路 金属杆一端和电阻丝两端的 接线柱接入电路 闭合开关前滑 片位置 滑片在最左端,以保证滑动变 阻器接入电路中的阻值最大 滑片在最左端,开始时R两端 的电压为零 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 负载两 端的电 压调节 范围      U~U 0~U 通过负 载的电 流调节 范围      ~  0~  第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 (2)两种接法的特点 ①限流式接法耗能低,但电压调节范围小。 ②分压式接法电压调节范围大,并且可从零开始变化。 (3)两种接法的选择 ①若需要被测电阻R两端的电压变化范围较大,或需要从零开始连续可调电压,应选分压电路。 ②采用限流电路时,如果电路中最小电流大于或等于被测电阻R的额定电流,必须采用分压电路。 ③当R0<R时,为使被测电阻中电流有明显变化,也应选分压电路。 ④当R0>R时(或两者相差不多),虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制,或两种 电路都满足实验要求时,限流电路具有节省电能、电源负担轻等优点,选限流电路较好。 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.数据处理 (1)电阻R的值 方法一,平均值法:分别计算电阻值再求平均值; 方法二,图像法:利用U-I图线的斜率求电阻。 (2)将测得的阻值Rx、金属丝的长度l、直径d的值,代入电阻率计算公式ρ= = ,计算 出金属丝的电阻率。 2.注意事项 (1)螺旋测微器读数时要估读,要注意半毫米刻度线是否已露出。读数的结果若以毫米为单 位的话,最后一位应出现在小数点后的第三位上。 疑难2 测量金属丝的电阻率 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 (2)为了方便,测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。被测金属丝的有效长度,是指待测 金属丝接入电路的两个端点之间的长度,即电压表两个接入点间的部分,测金属丝长度时应 将其拉直。 (3)为减小实验误差,金属丝的长度l、直径d、电阻R(R=U/I)应至少测量三次,然后求平均值。 (4)为保护电表,开关闭合前,滑动变阻器接入电路的阻值要调至最大。 (5)电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。 3.误差分析 (1)测量误差:测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差。 (2)由于采用电流表外接法,电压表的分流,造成电阻测量值偏小(若误用内接法,则电流表分压 影响更大)。 (3)通电电流太大,或时间太长,致使金属丝发热,电阻率随之变化。 第3章 恒定电流 第1讲　描述运动的基本概念 $$