11.3实验：导体电阻率的测量 导学案 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

11.3实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺和螺旋测微器 ① 游标卡尺读数 L＝主尺示数＋副尺格数×分度值6 7 8（cm） 0 10 20 0 5 10 5 6 甲 乙 甲图读数为：5.4cm＋5×0.1mm＝54.5 mm 乙图读数为：6.1cm＋14×0.05 mm＝61.70 mm ② 螺旋测微器读数 L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值． 甲图读数为：2 mm＋32.0×0.01 mm＝2.320 mm 乙图读数为：13.5 mm＋37.0×0.01 mm＝13.870 mm 【例1】 （1） （2） （3） （4） （5） 二、测量导体的电阻率 （1）实验原理 1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝)．电路原理如图所示． 2．用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝)． 3．由电阻定律R＝ρ ，得ρ＝＝＝ ，求出电阻率． （2）数据处理 1. 计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果． 2. 图象法：可建立I－U坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值R. 【例2】在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度l，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率． (1)从图中读出金属丝的直径为 _____ mm. (2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选_______，电流表应选___，滑动变阻器应选___．(填序号) ②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误． 错误1：______________________________________ 错误2：______________________________________ 【变式4】在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω，实验室备有下列实验器材： A．电压表(量程0～3 V，内阻约为15 kΩ) B．电压表(量程0～15 V，内阻约为75 kΩ) C．电流表(量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω) D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω) E．变阻器R1(0～100 Ω，0.6 A) F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A) G．电池组E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω) H．开关S，导线若干 (1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_______ (填器材前面的序号)． (2)为减小实验误差，应选用如图中______ (选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把如图中的实物图用线连接起来． (3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为_______mm，电阻值为_______ Ω. 【例5】用伏安法测量电阻R的阻值，并求出电阻率ρ.给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻R(约为250 Ω)及导线若干． (1)画出测量R的电路图． (2)图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤： 作U—I直线，舍去左起第2点，其余5个点在一条直线上，不在这条线上的点尽量均匀分布在直线两侧；求该直线的斜率k， (221～237 Ω均为正确)．求出的电阻值R＝____Ω (保留3位有效数字)． (3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图3、图4所示，由图可知其长度为_________ m，直径为 _________m． 图3 图4 (4)由以上数据可以求出ρ＝_______ (保留3位有效数字)． 课后巩固 1. 两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d；B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为(　　) A.QA∶QB＝1∶1 B.QA∶QB＝2∶1 C.QA∶QB＝1∶2 D.QA∶QB＝4∶1 2. 两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的ab段和bc段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为 (　　) A．2∶1 B．1∶2 C．6∶1 D．1∶6 3. 在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是(　　) 4. 在测定金属的电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)； A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)； 电源：E1(电源电压为3 V)； E2(电源电压为12 V)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线． (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm. (2)若滑动变阻器采用限流式接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框中完成电路原理图． 参考答案 例题1 （1）10.4mm （2）10.94mm （3）50.20mm （4）0.680 mm （5）2.970 mm. 例题2 (1)0.680 mm. (2) A C E 错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2：采用了电流表内接法 变式1 （1） ADEGH （2） 乙 （3） 0.637mm 2.4Ω 例题3 （1） （2） R＝229 Ω （3） 8.00×10－3 m 1.98×10－3 m （4） ρ＝8.81×10－2 课后巩固 1. B 2 .B 3. D 4【答案】(1)1.774(1.772～1.776均正确)　(2)A1　E1　见解析图 学科网（北京）股份有限公司 $