必修 第三册第十一章 电路及其应用3 实验：导体电阻率的测量图片课件ppt

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2.原理:游标卡尺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。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都比主尺上同 样多的小等分刻度少1 mm。3.精度:常用的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种。
4.读数:①先读主尺上刻度——读游标尺零刻度线之前的整毫米数;②再读游标尺上刻度— —看游标尺零刻度线之后第几条刻度线与主尺的刻度线对齐,再乘以游标尺的精确度;③将 主尺读数与游标尺读数相加即为被测物体的长度。　　若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示游标尺上零刻度线右边第K条刻度线与主尺 上某一刻度线对齐,则记录结果表示为x+K×精确度。 
特别提醒    (1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的,所以不需要估读;但读数要精确到游标 卡尺的精确度,如果读数最后一位是零,该零不能去掉。(2)读数时,计算与主尺对齐的游标尺的刻度线条数时,不计零刻度线。
1.构造:如图所示。2.原理:固定刻度G的螺距为0.5 mm,旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5 mm。可动刻度H上 有50个等分刻度,每转动一小格,P前进或后退0.01 mm,即精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
3.读数:先从固定刻度上读取整毫米或半毫米数(图中固定刻度读数为2.5 mm);然后读取可动 刻度上的刻度——注意可动刻度与固定刻度的中间线是否对齐,然后乘以精确度(图中可动 刻度读数为46.0×0.01 mm=0.460 mm);最后将固定刻度读数与可动刻度读数相加得到测量值 (图中读数为2.960 mm)。 
1.实验思路:取一段金属电阻丝连接到实验电路中,只要测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d, 就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率,即ρ= = 。 
2.物理量的测量(1)电阻的测量:按实验电路图连接实物电路。改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、 电流值,通过U-I图像求得电阻R。(2)电阻丝有效长度的测量:选用刻度尺测量电阻丝的长度,测量的并不是电阻丝的总长度,而 是接入电路的有效长度l,反复测量多次,得到有效长度的平均值。(3)电阻丝直径的测量:由于电阻丝比较细,用刻度尺测量会产生较大误差,应选用游标卡尺或 螺旋测微器测量电阻丝直径。3.数据分析　　将三个测量值代入ρ= = ,计算得出金属丝的电阻率。
知识辨析1.做本实验时,能否使用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的长度和直径?2.用螺旋测微器测金属丝直径时,应注意哪些问题?3.若待测金属导线是漆包线,用小刀刮掉漆皮再测量金属导线的直径,这种方法可以吗?4.实验中用伏安法测金属丝电阻时,为方便操作,开关一直闭合,待多次测量完毕再断开开关, 这样操作对吗?
一语破的1.可用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的长度,但金属丝较细,用毫米刻度尺测量其直径误差 较大,应用游标卡尺或螺旋测微器测量。2.应选不同的位置测量3次,再取平均值。3.不可以。若待测金属导线是漆包线,应该用火烧去其表面的漆皮,轻轻抹去灰尘后再测金属 导线的直径,不可用小刀去刮掉漆皮。4.不对。金属的电阻率随温度升高而增大,这会影响实验的准确性,所以实验中每测一组电 压、电流值应及时把开关断开,防止金属丝温度升高。
1.电流表的内接法和外接法的比较
2.电路选择方法(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电 流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法,即“大内小外”。(2)临界值计算法Rx< 时,用电流表外接法;Rx> 时,用电流表内接法。(3)实验试探法:按如图所示电路图接好电路,让电压表的可动接线端先后与a、b处接触,如果 电压表的示数有较大变化,而电流表的示数变化不大,则应采用电流表外接法;如果电流表的 示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则应采用电流表内接法。
1.滑动变阻器两种接法的比较
2.两种接法的选择原则(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R0R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。
典例　张同学打算测量由某种合金材料制成的金属丝的电阻率ρ,待测金属丝的横截面是圆 形的。实验器材有:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻几千欧)、电流表(内阻几欧) 【1】、滑动变阻器、电源、开关、待测金属丝及导线若干。(1)用毫米刻度尺测量待测金属丝的长度,用螺旋测微器测量其直径【2】,结果分别如图1和图2 所示,可得其长度L=　　　    cm,直径D=　　　     mm。
    0.435(0.434~0.436均可)
(2)该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值,要求电压从零开始变化【3】。请将图3所示实物 电路中所缺导线补全。(3)图4是根据实验中测得的6组电流I、电压U的值描绘的点,由图可求出电阻值R=　　　     Ω(保留3位有效数字)。(4)请写出待测金属丝的电阻率ρ的表达式ρ=　　　    (用测得的物理量符号和已知量表示)。
(5.70~5.80均可)
信息提取    【1】金属丝的电阻较小,只有几欧姆,与电压表、电流表内阻相比较,确定电流表 采用内接法还是外接法。【2】螺旋测微器的读数=固定刻度读数(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度读数(估读 一位)。【3】电压从零开始变化,滑动变阻器采用分压式接法。
思路点拨　解答本题要分五步走: 
解析    (1)毫米刻度尺的分度值为1 mm,由图可知,待测金属丝的长度为59.40 cm。螺旋测微 器的读数为0+43.5×0.01 mm=0.435 mm,即待测金属丝直径为0.435 mm。(2)要求电压从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法;待测金属丝电阻较小,电流表采用 外接法。实物电路连接如图所示。 (3)在题图中用直线拟合各数据点,使直线通过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直 线两侧,舍弃离直线较远的点,如图所示。