物理必修3优质课公开课导学案2.4.pdf

4.实验：测量金属的电阻率

课标要求思维导图

1.掌握游标卡尺和螺旋测微器原理及读数方

法．

2．进一步熟练电流表、电压表的使用及伏安

法测电阻．

3．测量金属丝的电阻率．

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、实验原理

用毫米刻度尺测一段金属电阻丝的长度l，用螺旋测微器测出金属电阻丝的直径d(算出

πd2

横截面积S＝)，用伏安法(因金属导线电阻较小，采用电流表外接法)测电阻丝的电阻R，

4

lRSπd2R

用R＝ρ的变形式ρ＝＝求电阻率．

Sl4l

二、实验器材

螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、开关及导线、被测

金属电阻丝．

三、游标卡尺和螺旋测微器的使用和读数

1．游标卡尺

(1)结构图

下图是游标卡尺的结构图．游标卡尺的主要部分是主尺A和一条可以沿着主尺滑动的

游标尺B.

(2)原理：利用主尺的单位刻度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比主尺上的同样多的小等

分刻度少1mm.

(3)精度：对应关系为10分度0.1mm，20分度0.05mm，50分度0.02mm.

(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻

线对齐的游标的格数，则记录结果表达式为(x＋K×精度)mm.

(5)使用

当外(内)测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对

齐．将被测物体夹(套)在这两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是被测物体

的长度．

2．螺旋测微器

(1)结构图

下图是螺旋测微器的结构图．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、粗调旋钮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．

(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即粗调旋钮D每

旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前

进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，

螺旋测微器又叫千分尺．

(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读

出．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)．

(4)使用

用螺旋测微器测量物体的微小尺寸时，先使F与A接触．E的左边缘与B的零刻度线

对正；将被测物体夹在F与A之间(如图)，旋转D，当F快靠近物体时，停止使用D，改用

D′，听到“喀喀”声时停止；然后读数．

四、金属丝电阻的测量

1．电路的连接

按如图所示的原理电路图连接好，电路图为伏安法测电阻的实验电路．

2．电阻的测量

把滑动变阻器的滑片调节到最左端，电路经检查确认无误后，闭合开关S，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.

3.长度的测量

用毫米刻度尺测量接入电路中的被测电阻丝的有效长度，反复测量3次，求出其平均值

l.

4．直径的测量

用螺旋测微器在被测电阻丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出

πd2

电阻丝的横截面积S＝.

4

五、数据处理

1．在求R的平均值可用两种方法

x

U

(1)用R＝分别算出各次的数值，再取平均值．

x

I

(2)用U­I图线的斜率求出．

2．计算电阻率