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

该高中物理课件聚焦“导体电阻率的测量”实验，涵盖游标卡尺、螺旋测微器使用，伏安法测电阻（电路选择与误差分析），滑动变阻器控制电路及电阻率测量等核心知识点。通过“白纸厚度和细铜丝直径测量”问题导入，联系刻度尺局限，搭建从基础测量到实验探究的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，结合科学思维中的误差分析（如伏安法内外接法误差推导）和科学态度中的严谨操作（如螺旋测微器三次测量取平均值）。通过实验步骤分解、数据处理表格设计，培养学生实验技能与数据处理能力，教师可直接用于实验教学，提升课堂效率。

第十一章 电路及其应用 第3节 实验：导体电阻率的测量 1 现在想知道白纸的厚度和细铜丝的直径，该怎么测量呢？ 能否用我们的刻度尺完成这些测量？ 新知导入 ①通过对游标卡尺和螺旋测微器测量原理的分析，学会游标卡尺和螺旋测微器的读数方法并会使用其测量长度。 ②通过对实验目的和原理的学习，明确电路的连接方式，并会分析不同接法对应的误差情况。 ③通过分组实验，明确实验步骤，利用伏安法测电阻,进而测出金属丝的电阻率。 学习目标 一、游标卡尺 1.游标卡尺构造及作用 新知探究 2、用途:测量厚度、长度、内径、外径。 3、原理:是利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度的。 4、精度：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数量的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种。见下表: 刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1mm的值 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 新知探究 3.读数法则 游标“0”刻度之前的整毫米刻度+精确度×对齐格数（不需估读） 0 10 标尺 主尺 cm 3 2 新知探究 主尺读数（mm）+格数×精度 被测物体长度= 找到标尺零刻度的左边第一根主尺线。（单位mm） 小结游标卡尺读数方法： 注：①游标卡尺不估读 ②读主尺时，需读与游标尺0刻线以左的整毫米数，不要读成机械末端。 找到标尺与主尺对齐的刻度线（0刻度除外）前的格数。 新知探究 二、螺旋测微器 读数法则： 固定刻度 （整毫米刻度+半毫米刻度）+0.01×估度格数 新知探究 以下是螺旋测微器,请写出各自的读数。 答案:0.482 mm 答案:3.373 mm 答案:0.990 mm 新知探究 三、伏安法测电阻（测量电路选择） （1）电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法” （2）电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法” A V R A V R 1、两种测量电路 新知探究 电流表示数 2、误差分析 （1）电流表外接法 电压表示数 ①误差：测量值偏小 减少误差的方法：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．测量小电阻，即 情况下使用。 < A V R 新知探究 ②外接法的真实值的计算方法 测量值的计算方法： 真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻(RV已知时)，利用欧姆定律计算。 A V R 新知探究 （2）电流表内接法 电压表示数 电流表示数 ①误差：测量值偏大 减少误差的方法：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．测量大电阻，即 情况下适用。 A V R > 新知探究 ②内接法的真实值计算 测量值的计算方法： 真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻（RA已知时），利用欧姆定律计算。 A V R 新知探究 3、电路选择 当 时，选用电流表内接法． 时，选用电流表外接法． 当 （1）直接比较法：当ＲxＲv时，采用外接法 　　　　　　　 当ＲxＲA时，采用内接法 （2）阻值比值法： （3）试探法： 若伏特表示数有明显变化，即　　　　　用外接 若安培表示数有明显变化，即　　　　　用内接 新知探究 四、 滑动变阻器（控制电路选择） A B D C P A、B是绕在绝缘棒上的电阻丝两个端点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。 1、滑动变阻器的结构 新知探究 2．滑动变阻器的两种连接方式   限流式接法 分压式接法 两种接法的电路图 (电源内阻不计) (电源内阻不计) 负载R上电压的调节范围 0≤U≤E 负载R上电流调节范围 闭合S前滑片P的位置 b端 a端 新知探究 分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。 限流接法的优点是：电路连接简便， 附加功率损耗较小。 当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值R 较大(是Rx 的几倍)时限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法。 当负载电阻Rx 较大（是R 的几倍）时，变阻器总阻值R 较小，限流接法对电压的调控作用不明显，一般选分压接法。 当要求电压从0变起，一定用分压接法。 当要求电压变化范围尽可能大，一定用分压接法。 3、分压接法与限流接法的比较 新知探究 4、下列情况必须采用分压式 ①若要求负载的电压（或电流）从“零”开始变化；或要求“尽量大”的调节范围，测多组数据 ②若变阻器的最大值比用电器电阻小许多。 ③若用限流法无法控制电路，如超过了电表的量程等。 新知探究 1、实验原理：由 得 ，只要分别测出一段金属丝的电阻R、横截面积S，及有效长度L即可。 2、实验原理图： (1)电流表采用内接法还是外接法？ (2)滑动变阻器采用限流接法还是分压接法？ 五、金属丝电阻率的测量 新知探究 3、实验步骤 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。 (2)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。 (3)连接电路，运用伏安法测定接入电路中金属丝的电阻。 (4)将测得的Rx、l、d 值，代入公式 和 计算电阻率。 新知探究 4、注意事项： (1)测量直径时，需要在接入电路的金属丝三个不同位置测量，取平均值。 (2)测量金属丝长度，注意测量接入电路的金属丝长度，即有效长度，并且读数要注意估读。 (3)测量金属丝电阻时，注意控制电流不宜太大与通电时间不宜过长，避免由于温度升高引起电阻率变大。 新知探究 5.数据处理 新知探究 (2) (3) (1) $