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11.3 实验：导体电阻率的测量
【学习目标】
1．理解游标卡尺、螺旋测微器的原理，学会使用游标卡尺、螺旋测微器测量长度。
2．理解测量电阻率的实验原理及实验方法。学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。
3. 通过用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，测量电阻等过程，形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作习惯。
【开启新探索】
电阻率是反映导体材料导电性能的物理量。思考一下，测量哪些物理量，就可以求出导体的电阻率？
【质疑提升1】游标卡尺的原理和使用
1. 长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量。初中通常用刻度尺测量长度。结合刻度尺测量实例，回顾用刻度尺测量长度的方法和读数规则。
读数： cm、 mm。 读数： cm、 mm。
2. 高中我们将要学习另外两种测量长度精度更高的工具，第一个是游标卡尺。阅读教材P62，观察游标卡尺的结构图，说明，游标卡尺主要由哪几部分构成？
（1）主尺（尺身）：类同刻度尺，单位 ，每一大格长度 ，每一小格长度 。
（2）游标尺（内测量爪、外测量爪）：单位： 。
（3）紧固螺钉：内外测量爪贴合待测物体后，旋动紧固螺钉，可将游标尺固定在 。
3. 阅读课本P62，说明游标卡尺可更精确测量长度的原理？
(1) 游标卡尺是利用主尺的单位刻度（1mm）与游标尺的单位刻度之间固定的 来提高测量精度的。
(2) 阅读课本P63，说明10分度游标尺为什么能提高测量的精度？
(3) 结合提高测量的精度原理，读出以下游标卡尺的读数。
读数： cm 读数： cm
读数： mm 读数： mm
(4) 结合以上的读数，可知读数方法：被测长度＝ 。
(5) 10分度的游标卡尺的刻度长度 ，分格数 ，单位刻度 ，精确度 。
20分度的游标卡尺的刻度长度 ，分格数 ，单位刻度 ，精确度 。
50分度的游标卡尺的刻度长度 ，分格数 ，单位刻度 ，精确度 。
（6) 读出以下游标卡尺的读数。
读数： cm 读数： mm
读数： cm 读数： mm
【质疑提升2】螺旋测微器的原理和使用
1. 阅读课本P64，观察螺旋测微器的结构，说明各部分分之间的关系？
（1）测砧和 、 是固定在一起的。
（2）测微螺杆和 、 、 是连在一起的，通过精密螺纹套在因定刻度上。
（3）当测砧靠近物体时，由转动“旋钮”改为转动“微调旋钮”，当听到“喀喀”声时，旋动 ，使测微螺杆不能再转动，然后取下物体，正视刻度读数。
2. 阅读课本P64，螺旋测微器测量的原理？精确度
3. 结合螺旋测微器测量的原理，读出以下螺旋测微器的读数。
mm mm mm mm mm
4. 结合以上的读数，可知读数方法：被测长度＝ 。
【质疑提升3】金属丝电阻率的测量
1. 实验原理：测量金属电阻率时，根据可知，需要测量金属丝的电阻R、长度l、横截面积s，那么通过什么仪器获得这三个物理量的大小？
电阻： ，长度： ，横截面积： 。
计算电阻率表达式： 。
2. 下面我们详细的了解以上物理量的测量方法。
（1）电阻的测量
1　如右图中电路，说明如何获取电阻大小？
2　实验中应测量一组电压、电流的数据，还是测量多组数据？为什么？
3　为什么在电路中接入滑动电阻器？在电键闭合前，滑动电阻器的滑片应放在滑动电阻器的左端还是右端？
（2） 长度的测量　　　　
1　测量金属丝的总长度，还是接入电路的有效长度？ 　 　　　 。 　② 测量一次，还是测量多次求平均值？　 　。
　　(3) 　金属丝的直径
①　用什么测量工具测量？　　　　　　　　　　　　 　。
②　测量一次，还是测量多次求平均值？　　 。在同一位置测量，还是不同位置测量？　 。
3. 　实验测量、计算，进行误差分析。思考，实验的哪些方面可能存在误差？
【学以致用】
1．（1）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测量金属丝的长度Ｌ和直径d。现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝的长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度Ｌ为 972.0 mm。
（2）在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示，可知该金属丝的直径d＝ 0.900 mm。
（3）下面左图是电压表的刻度盘，若当时使用的是该表的0-3V量程，那么读数为 1.12 V；下面右图是电流表的刻度盘，若当时使用的是该表的0-0.6A量程，那么电表读数为 0.20 A 。
（3）通过本组数据的测量，可以初步计算出电阻率ρ= 3.6×10－6 ·m 。
【素养提升专练】
1. 某同学用游标卡尺测量一个导体的长度。游标尺上有10等分刻度，测得的读数如图所示，该导体的长度是多少？某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径是多少？
读数： 1,37 cm 读数： 3.275 mm
2. 以下游标卡尺、螺旋测微器的读数分别为：
读数： 1.090 cm 读数： 1.900 cm
读数： 1.75 mm 读数： 11.14 mm
读数： 5.545 mm 读数： 9.270 mm 读数： 5.805 mm
3. 某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如右图所示。读得直
径d＝　1.200　　　　　ｍｍ．
电阻R (Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
导线直径d (mm) 0.80l 0.999 1.20l 1.494 1.998
导线截面积S(mm2) 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135
（2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系 若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。
不满足， R与S2成反比。
(3) 若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l= 19 ｍ。(结果保留两位有效数字)
0
1
2
3
A
0
0.2.2.2.2
0.4
0.6
.2
0
1
2
3
V
0
5
10
15
甲
乙11.3 实验：导体电阻率的测量
【学习目标】
1．理解游标卡尺、螺旋测微器的原理，学会使用游标卡尺、螺旋测微器测量长度。
2．理解测量电阻率的实验原理及实验方法。学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。
3. 通过用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，测量电阻等过程，形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作习惯。
【开启新探索】
电阻率是反映导体材料导电性能的物理量。思考一下，测量哪些物理量，就可以求出导体的电阻率？
【质疑提升1】游标卡尺的原理和使用
1. 长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量。初中通常用刻度尺测量长度。结合刻度尺测量实例，回顾用刻度尺测量长度的方法和读数规则。
读数： cm、 mm。 读数： cm、 mm。
2. 高中我们将要学习另外两种测量长度精度更高的工具，第一个是游标卡尺。阅读教材P62，观察游标卡尺的结构图，说明，游标卡尺主要由哪几部分构成？
（1）主尺（尺身）：类同刻度尺，单位 ，每一大格长度 ，每一小格长度 。
（2）游标尺（内测量爪、外测量爪）：单位： 。
（3）紧固螺钉：内外测量爪贴合待测物体后，旋动紧固螺钉，可将游标尺固定在 。
3. 阅读课本P62，说明游标卡尺可更精确测量长度的原理？
(1) 游标卡尺是利用主尺的单位刻度（1mm）与游标尺的单位刻度之间固定的 来提高测量精度的。
(2) 阅读课本P63，说明10分度游标尺为什么能提高测量的精度？
(3) 结合提高测量的精度原理，读出以下游标卡尺的读数。
读数： cm 读数： cm
读数： mm 读数： mm
(4) 结合以上的读数，可知读数方法：被测长度＝ 。
(5) 10分度的游标卡尺的刻度长度 ，分格数 ，单位刻度 ，精确度 。
20分度的游标卡尺的刻度长度 ，分格数 ，单位刻度 ，精确度 。
50分度的游标卡尺的刻度长度 ，分格数 ，单位刻度 ，精确度 。
（6) 读出以下游标卡尺的读数。
读数： cm 读数： mm
读数： cm 读数： mm
【质疑提升2】螺旋测微器的原理和使用
1. 阅读课本P64，观察螺旋测微器的结构，说明各部分分之间的关系？
（1）测砧和 、 是固定在一起的。
（2）测微螺杆和 、 、 是连在一起的，通过精密螺纹套在因定刻度上。
（3）当测砧靠近物体时，由转动“旋钮”改为转动“微调旋钮”，当听到“喀喀”声时，旋动 ，使测微螺杆不能再转动，然后取下物体，正视刻度读数。
2. 阅读课本P64，螺旋测微器测量的原理？精确度
3. 结合螺旋测微器测量的原理，读出以下螺旋测微器的读数。
mm mm mm mm mm
4. 结合以上的读数，可知读数方法：被测长度＝ 。
【质疑提升3】金属丝电阻率的测量
1. 实验原理：测量金属电阻率时，根据可知，需要测量金属丝的电阻R、长度l、横截面积s，那么通过什么仪器获得这三个物理量的大小？
电阻： ，长度： ，横截面积： 。
计算电阻率表达式： 。
2. 下面我们详细的了解以上物理量的测量方法。
（1）电阻的测量
1　如右图中电路，说明如何获取电阻大小？
2　实验中应测量一组电压、电流的数据，还是测量多组数据？为什么？
3　为什么在电路中接入滑动电阻器？在电键闭合前，滑动电阻器的滑片应放在滑动电阻器的左端还是右端？
（2） 长度的测量　　　　
1　测量金属丝的总长度，还是接入电路的有效长度？ 　 　　　 。 　② 测量一次，还是测量多次求平均值？　 　。
　　(3) 　金属丝的直径
①　用什么测量工具测量？　　　　　　　　　　　　 　。
②　测量一次，还是测量多次求平均值？　　 。在同一位置测量，还是不同位置测量？　 。
3. 　实验测量、计算，进行误差分析。思考，实验的哪些方面可能存在误差？
【学以致用】
1．（1）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测量金属丝的长度Ｌ和直径d。现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝的长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度Ｌ为 mm。
（2）在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示，可知该金属丝的直径d＝ mm。
（3）下面左图是电压表的刻度盘，若当时使用的是该表的0-3V量程，那么读数为 V；下面右图是电流表的刻度盘，若当时使用的是该表的0-0.6A量程，那么电表读数为 A 。
（3）通过本组数据的测量，可以初步计算出电阻率ρ= 。
【素养提升专练】
1. 某同学用游标卡尺测量一个导体的长度。游标尺上有10等分刻度，测得的读数如图所示，该导体的长度是多少？某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径是多少？
读数： cm 读数： mm
2. 以下游标卡尺、螺旋测微器的读数分别为：
读数： cm 读数： cm
读数： mm 读数： mm
读数： mm 读数： mm 读数： mm
3. 某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如右图所示。读得直
径d＝　　　　　　ｍｍ．
电阻R (Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
导线直径d (mm) 0.80l 0.999 1.20l 1.494 1.998
导线截面积S(mm2) 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135
（2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系 若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。
(3) 若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l= ｍ。(结果保留两位有效数字)
0
1
2
3
A
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0.2.2.2.2
0.4
0.6
.2
0
1
2
3
V
0
5
10
15
甲
乙

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