11.3 实验：导体电阻率的测量（原卷版）-A4.docxVIP

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11.3实验：导体电阻率的测量

核心素养

学习重点

物理观念

理解游标卡尺的原理，学会使用游标卡尺测量长度。理解螺旋测微器的原理，学会使用螺旋测微器测量长度

伏安法测电阻的原理，能正确选择电流表的内外接法

科学思维

理解测量电阻率的实验原理及实验方法

科学探究

通过分组实验，学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析

科学态度

与责任

通过使用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，以及测量电阻等过程，进一步形成自觉遵守实验规程和谨慎操作的习惯

一、基础梳理

知识点1：螺旋测微器的原理及读数

1.构造

如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在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，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，可动刻度每旋转一格，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.读数方法

L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01mm.

4.注意事项

(1)读数时准确到0.01mm，要估读到0.001mm，测量结果若用毫米做单位,则小数点后面必须保留三位．

(2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出

知识点2：游标卡尺的原理及读数

1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图所示)

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．

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.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：

刻度格数(分度)

刻度总长度

1mm与每小格的差值

精确度(可精确到)

10

9mm

0.1mm

0.1mm

20

19mm

0.05mm

0.05mm

50

49mm

0.02mm

0.02mm

3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．

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度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm.

5.注意事项

(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意最小精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉．

(2)读数时，要注意游标尺第几条刻度线(不含零刻度线)与主尺对齐．

【探究归纳】游标卡尺通过主尺与游标尺刻度对齐读数（主尺整毫米数加游标尺对齐格数×精度，精度有0.1、0.05、0.02mm），测长度、内径等；螺旋测微器靠固定刻度加可动刻度读数（需估读一位，精度0.01mm），测细金属丝直径等，二者均为高精度测量工具，需注意零点校准。

知识点3：电压表、电流表的读数

1．0～3V量程的电压表和0～3A量程的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1V和0.1A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位．

2.对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V.

3.对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A.

知识点4：测量电阻率的一般实验思路

设计实验电路，如图，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S＝eq\f(πd2,4))，由R＝ρeq\f(l,S)得：ρ＝eq\f(RS,l)(用R、S、l表示)＝eq\f(πd2R,4l)(用R、d、l表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率．

1.电阻的测量

根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R.

2.电阻丝有效长度的测量

用刻度尺测量电阻丝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

电阻丝比较细，所以我们采用累积的方法测量，或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次，取平均值d后，根据S＝eq\f(1,4)πd2计算出电阻丝的横截面积S.

4.数据分析

(1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值．

(2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑．

(3)计算导体的电阻率：将三个测量值代入