11.3 实验：导体电阻率的测量 课件 -2026-2027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，系统涵盖游标卡尺、螺旋测微器的使用，伏安法测电阻及数据处理等核心内容。通过“如何测量金属丝直径”的思考与讨论导入，结合电阻定律公式搭建理论与实验的学习支架，引导学生从已有知识过渡到实验操作。 其亮点在于以问题链驱动科学探究，如游标卡尺原理通过“主尺与游标尺分度差”引导科学推理，伏安法用“试触法”分析误差培养科学论证能力。采用“原理-操作-数据-误差”结构化流程，帮助学生提升实验技能与科学思维，教师可直接用于探究式教学，提高教学效率。

11.3 实验：导体电阻率的测量 物 理 思考与讨论 如何测量一根金属丝的直径？ 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 内测量爪 外测量爪 紧固螺钉 主尺 深度尺 游标尺 1.结构 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 2.原理： 最小分度：最小的每一格的值 思考1.观察主尺最小分度多少呢？ 游标尺呢？ 相差多少？ 每格0.9mm 每格1mm 精度 0.1mm 10分度： 思考2.当被测量物厚度为0.1mm时游标尺会怎么移动？ 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 主尺 游标尺 0 1 0 10 cm 1mm 0.9mm 当被测量物厚度为0.2mm时，游标尺上的哪一根刻度线与主尺刻度线重合呢？ 游标向右移动0.2mm 精度 0.1mm 10分度： 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 主尺 游标尺 0 1 0 10 cm 1mm 0.9mm 当被测量的物体厚度为1.0mm时，主尺上的哪一根刻度线与游标刻度线重合呢？ 游标向右移动1.0mm 精度 0.1mm 10分度： 精度 0.1mm 10分度： 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 主尺 游标尺 0 1 0 10 cm 1mm 0.9mm 当被测量物厚度为1.2mm时，游标尺上的哪一根刻度线与主尺刻度线重合呢？ 游标向右移动1.2mm 精度 0.1mm 10分度： 游标尺起到了什么作用？ 精度 0.1mm 10分度： 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 L 某次测量一黄色物块长度，测量结果如图，则物块多长呢？ 思考1.游标尺0刻度前有多长？ 游标尺与主尺第几跟对齐的？说明什么？ 0.7mm 整毫米数33mm 对齐格数 读数(mm) 33.7mm + ＝ 对齐格数×精度 游标尺0刻度前整毫米数 游标尺0刻度 精度 0.1mm 10分度： 思考2.这个过程中估读了吗？ ①不需要估读 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 对齐刻度 读数(mm) 对齐格数×精度 游标尺0刻度前整毫米数 游标尺0刻度 精度 0.1mm 10分度： 0 5 10 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 10 20 0 1 2 3 精度 0.05mm 20分度： 精度 0.02mm 50分度： 19 mm 0.95 mm 49 mm 0.98 mm 思考1.观察主尺最小分度多少呢？ 游标尺呢？ 相差多少？ ①不需要估读 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 99.60mm 思考1.读数最后的0可以去掉吗？ 读数(mm) 对齐格数×精度 游标尺0刻度前整毫米数 0.05mm 整毫米数99mm 99.60mm + ＝ 12× ②读数后计算的0不能去掉 ①不需要估读 11.3 实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺 如图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________ mm。 A 11.30 11.3 实验：导体电阻率的测量 二、螺旋测微器 测砧 测微螺杆 固定刻度 可动刻度 尺架 旋钮 微调旋钮 锁紧装置 1.基本结构 11.3 实验：导体电阻率的测量 二、螺旋测微器 0 1 2 固定刻度： 每刻度为1毫米 可动刻度每转一周，测量螺杆就沿轴线移动0.5毫米 45 0 40 可动刻度 半刻度 轴线 可动刻度每转一格，测微螺杆前进或后退 2.原理 精度 0.01mm 思考1.可动刻度有多少个等分刻度？ 思考2.可动刻度每旋转一周，测微螺杆前进或后退多少？ 思考3.可动刻度每旋转一格，测微螺杆前进或后退多少？ 思考4.测量这个物体，螺旋测微器材转完整的几圈？ 思考5.最后这一段又转了多少格？ 测微螺杆前进多少距离？ 读数(mm) 可动刻度×精度 3.读数 固定刻度 (毫米)千分尺 读数要估读吗？ 11.3 实验：导体电阻率的测量 二、螺旋测微器 例：螺旋测微器为精密仪器，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，为防止螺旋测微器损伤，当测砧和测微螺杆快接触合金丝时应改为旋转图甲所示的部件________(选填“A”“B”“C”或“D”)，将会听到“喀喀”响声，表示已经夹紧，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧如图甲所示的部件____________(选填“A”“B”“C”或“D”)。从图乙中的示数可读出合金丝的直径为________ mm。 11.3 实验：导体电阻率的测量 二、螺旋测微器 游标卡尺 螺旋测微器 10分度 20分度 50分度 精度（mm） 0.1 0.05 0.02 0.01 读数方法 主尺+游标尺 固定刻度+可动刻度 是否需要估读 不需要估读 需要估读 11.3 实验：导体电阻率的测量 思考与讨论 铜的消耗 如何找到一个电阻率小、价格低的材料来替代铜的使用呢？ 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 ：测量金属丝的直径。 ：测量金属丝的长度。 ：测量金属丝的电阻。 d 1.测量金属丝的长度l： 毫米刻度尺 ①测有效长度 ②估读到0.1mm 58 59 60 61 62 63 64 l =61.30cm 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 思考1.如何操作可以减小误差呢？ 2.测量金属丝的直径d： 累积法 思考2.由图可知金属丝的直径为多少呢？ d=0.465mm 螺旋测微器 ：测量3处求平均值 l =61.30cm 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 思考：这两种接法有区别吗？ 3.测量金属丝的电阻R： R IR UR （1）伏安法 ①外接法: ②内接法: 思考1.电压表测的是谁的U？是UR吗？ I呢？ > R测 R真 < R测 R真 误差来源是？ “小外小” “大内大” 思考2.测量怎样的电阻误差较小呢？ 思考3.已知Rx≈10Ω，是大电阻还是小电阻呢？ 思考4.若Rx大小未知呢？ 临界电阻为： d=0.465mm l =61.30cm :电表均有内阻 A V Rx A V Rx 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 思考4.若Rx大小未知呢？ R IR UR A V Rx A V Rx ①外接法: ②内接法: “小外小” 谁变化大？ 电流变化更大说明什么？ “大内大” ③试触法： V A a b R 分别按内外接方式连接，测I、U 思考5.普通小电阻选择什么方法来测量呢？ 思考6.如何减小测量过程中的误差？ E S 思考7.除了更换电源，还可以怎样改变R上的电压呢？ d=0.465mm l =61.30cm （1）伏安法 :电表均有内阻 A V ΔI ΔU I U ＞ Rv分流影响更大，Rx大 3.测量金属丝的电阻R： 接b：17.5 mA 2.1 V 接a：20.0 mA 2.0 V 11.3 实验：导体电阻率的测量 例：在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为100 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式Rx＝ 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 电流表A的内阻为10 Ω， 思考1.已知电流表A的内阻若用图乙，可以计算误差吗？ 乙：17.5 mA 2.1 V 甲：20.0 mA 2.0 V 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 3.测量金属丝的电阻R： （1）伏安法 思考1.R滑与Rx怎么联的？ （2）电路选择 ①限流式: E S R A B P Rx ②分压式： E S P Rx R A B R滑与Rx串联 R滑与Rx并联 P从A到B，R滑怎么变？ R的I怎么变？ U呢？ 思考2.R滑与Rx怎么联的？ 从A到B，R滑与R并联部分怎么变？ R的U怎么变？ 思考3.R滑接法有什么区别？ 思考4.什么时候选择哪一种电路呢？ R滑一上一下 R滑一上两下 ①要求U能从零开始，要求U/I范围大； ②当待测电阻R滑≫R0时 ③画U—I图像 均可时，选限流，节能 d=0.465mm l =61.30cm 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 3.测量金属丝的电阻R： （1）伏安法 思考1.R滑与Rx怎么联的？ （2）R滑接法 ①限流式: E S R A B P Rx ②分压式： E S P Rx R A B R滑与Rx串联 R滑部分与Rx并联 P从A到B，R滑怎么变？ I怎么变？ U呢？ 思考2.R滑与Rx怎么联的？ Rx的U怎么变？ 思考3.R滑接法有什么区别？ 思考4.什么时候选择哪一种电路呢？ R滑一上一下 R滑一上两下 ③当待测电阻Rx≫R滑时 均可时，选限流，节能 d=0.465mm l =61.30cm 思考5.请分组画出分压式、限流式和内接法或外接法。 ①要求U能从0开始，或者U、I范围大 ②画伏安特性曲线 若确定选择分压式， R滑有什么特点？ 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 U=0.28V 3.测量金属丝的电阻R： （1）伏安法 思考1.若Rx为小电阻，要求U变化范围较大，请画出你选择的电路图？ 思考2.请根据电路图补全实物图。 思考3.闭合开关前，滑动变阻器滑片滑到哪一端？ A B 最小 分度 估读位数 1 下位估读 5 本位估读 2 思考4.实验过程中电流表、电压表示数如下，请读数？ 0 1 2 3 V I=0.16A d=0.465mm l =61.30cm 电表读数步骤： ①分析最小格大小 ②由最小格特点读 R滑作用： ①保护电路元件 ②改变电路U、I （2）R滑接法 11.3 实验：导体电阻率的测量 三、实验思路 数据处理 思考5.得到这些数据如何计算ρ？ I=0.16A U=0.28V d=0.465mm l =61.30cm 思考6.小结为了测量ρ经历的实验步骤？ 1.连电路:按原理图所示的电路图连接实验电路; 2.量长度:测有效长度,反复测量3次; 3.测直径:在被测金属丝上三个不同位置各测一次并记录; 4.求电阻:改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的 电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S。 5.拆除实验电路,整理好实验器材。 11.3 实验：导体电阻率的测量 四、实验过程 I=0.16A U=0.28V d=0.465mm l =61.30cm 11.3 实验：导体电阻率的测量 五、数据处理 思考1.为什么实验结果与我们的计算结果不一样？ 思考2.得到图示的多组数据还可以怎么处理呢？ 多次测量 0.60 U/V I/A 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 0 0.20 0.40 0.10 0.30 0.50 1.20 + + + + B A 思考3.本实验还可能在哪些地方出现误差呢？ 11.3 实验：导体电阻率的测量 六、误差分析 1.直径测量。 2.长度测量。 3.电路中电流表及电压表内阻对电阻测量的影响。 4.通电电流大小、时间长短、致使电阻丝发热,电阻率随之变化。 11.3 实验：导体电阻率的测量 七、注意事项 （1）金属丝的R较小，一般采用外接法。 （2）测量金属丝的有效长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求平均值。 （3）测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。 （4）闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在接入电路的电阻值最大的位置。 （5）在用伏安法测电阻时，通过金属丝的电流I不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。 11.3 实验：导体电阻率的测量 谢谢！ 11.3 实验：导体电阻率的测量 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $