人教版 (2019)必修 第三册3 实验：导体电阻率的测量教课内容ppt课件

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实验原理1．游标卡尺(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)(如图甲所示)。甲
(2)原理：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提高测量精度的。常用的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，其读数见下表：
2．练习使用游标卡尺(1)用游标卡尺的外测量爪测量小钢球、小圆管的外径、教科书的厚度等。(2)用游标卡尺的内测量爪测量小圆管的内径、槽的宽度等。
3．螺旋测微器(1)构造：如图乙所示，螺旋测微器的测砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的；可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，通过精密螺纹套在B上。乙
(3)读数①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。②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。③如图丙所示，固定刻度示数为2.0 mm，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。丙
4．练习使用螺旋测微器(1)测量A4纸的厚度。(2)测量头发丝的直径。5．电阻率的测量原理
实验器材毫米刻度尺，螺旋测微器或游标卡尺，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)，电池组，开关，被测金属丝，导线若干。实验步骤1．测直径：用螺旋测微器或游标卡尺在金属丝的三个不同位置上各测一次，并记录数据。2．测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录。
3．连电路：依照电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至并联电路部分的电压为零处。4．测U、I：电路经检查确认无误后，闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开开关S。5．整理：拆除实验电路，整理好实验器材。
数据处理1．金属丝直径的读数：(1)用游标卡尺测量金属丝直径时，电阻丝应置于外测量爪的平面处。(2)利用螺旋测微器测金属丝直径，读数时应特别小心半毫米刻度线是否露出。(3)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm，可动刻度上对齐的格数需要估读。所以，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。(4)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d。
2．金属丝长度的测量：(1)应测量接入电路中的有效长度。(2)因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)。(3)把三次测量值求平均值作为长度l。3．电阻R的测量值的确定：方法一：平均值法可以将每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。方法二：图像法可建立U-­I坐标系，将测量的对应U-­I值描点作出图像，利用图像斜率求出电阻值R。
注意事项1．为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值。2．测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变。3．为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U­I图像法求出电阻。
[解析]　(1)20分度的游标卡尺精确度为0.05 mm，游标尺上第3格与主尺上的刻度线对齐，示数为0.05×3 mm＝0.15 mm，故长度为50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm。(2)螺旋测微器固定刻度示数为4.5 mm，可动刻度示数为20.0×0.01 mm＝0.200 mm，故直径为4.5 mm＋0.200 mm＝4.700 mm。[答案]　(1)50.15　(2)4.700
【对点训练】1．某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，用螺旋测微器测量圆柱体的直径d，示数如图甲、乙所示。由图可读出l＝________cm，d＝________mm。
解析：游标卡尺主尺读数为2.2 cm，游标尺读数为5×0.1 mm＝0.5 mm＝0.05 cm，故l＝2.2 cm＋0.05 cm＝2.25 cm；螺旋测微器的半毫米刻度线已露出，所以固定刻度为6.5 mm，再读出可动刻度上的格数(估读一位)×0.01 mm，读数为6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm。答案：2.25　6.860
A．直流电源(输出电压为3 V)B．电流表A(量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)C．电压表V(量程0～3 V，内阻3 kΩ)D．滑动变阻器(最大阻值20 Ω)E．开关、导线等(1)从图中读出金属丝的直径为________mm。(2)根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图。(3)若根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝4.0 Ω，则这种金属材料的电阻率为________ Ω·m(保留两位有效数字)。
【对点训练】2．(2022·浙江1月学考)在“导体电阻率的测量”实验中，(1)根据如图甲所示的电路图，实物连线图(图乙)中的导线a端应与________(选填“b”“c”或“d”)接线柱连接；
(2)下列操作正确的是________(多选)；A．连接电路时，开关处于断开状态B．闭合开关前，滑动变阻器滑片调到最右端C．完成电流表和电压表读数后，及时断开开关(3)某次实验中电压表的指针位置如图丙所示，则读数为______V；
(4)为了测量金属丝的电阻率，已测量了金属丝的直径d、流过金属丝的电流I及金属丝两端的电压U，还需要用________________(选填“毫米刻度尺”“游标卡尺”或“螺旋测微器”)测量金属丝的长度l，则金属丝电阻率ρ＝__________(用题中物理量的符号表示)。解析：(1)根据电路图连接实物图，a端应该与c端连接。(2)为了电路的安全，连接电路时，开关应处于断开状态，A正确；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该调到最左端，使与滑动变阻器并联部分的电压最小，B错误；完成电流表和电压表读数后，及时断开开关，以免烧毁元件，C正确。