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(共24张PPT)
11.3 导体电阻率的测量
第十一章电路及其应用
教学目标
1．掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理及读数方法
2．练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻
3．测定金属的电阻率
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)，游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。
(2)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。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1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其读数见下表：
刻度格数(分度) 刻度总 长度 每小格与 1 mm的差值 精确度
(可准确到)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
实验原理
实验原理
(3)读数：若用x表示从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，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm
实验原理
2．螺旋测微器
(1)构造：如图，S为固定刻度，H为可动刻度。
(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，每旋转一周，螺杆前进或后退0.5 mm，可动刻度每转过一等份，螺杆前进或后退0.01 mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
实验原理
(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
实验原理

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．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
2．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
实验步骤
3．测金属丝的电阻率
(1)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
实验步骤
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
实验步骤
(2)数据处理
①金属丝直径的读数：
a．利用螺旋测微器测金属丝直径，读数时应特别小心半刻度是否露出
b．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
c．把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d
实验步骤
②金属丝长度的测量：
a．应测量接入电路中的有效长度。
b．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)
c．把三次测量值求平均值作为长度l。
实验步骤
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，利用图像斜率来求出电阻值R

误差分析
①金属丝直径、长度的测量带来偶然误差
②电流表外接法，R测③通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)
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U I图像法求出电阻
例题
例1 以下是游标卡尺,请写出各自的读数
答案:11.4 mm
答案:22.6 mm
答案:11.50 mm
答案:50.15 mm
答案:10.94 mm
例题
例2 以下是螺旋测微器,请写出各自的读数
答案:0.482 mm
答案:3.373 mm
答案:0.990 mm
答案:5.665 mm
答案:6.703 mm
答案:7.030 mm
例题
例3 在做“金属丝电阻率的测量”的实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属丝的电阻值Rx约为20 Ω。一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量,这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能大。他可选用的器材有:
直流电源,电压为8 V;
电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.50 Ω);
电压表V(量程10 V,内阻约为10 kΩ);
滑动变阻器R(最大电阻值为5.0 Ω);
开关一个,导线若干。
例题
例题
(1)根据上述条件,测量时电流表应采用　　　　　。(填“外接法”或“内接法”)
(2)在方框内画出实验电路图




(3)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,且电流表内阻RA与电压表内阻RV均为已知量,用测量物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式:Rx=　　　　　
例题
解析:(1)待测电阻约为20 Ω,是电流表内阻的40倍,但电压表内阻是待测电阻的500倍,故电阻Rx为小电阻,采用外接法。
(2)因为要使Rx两端的电压变化范围尽可能的大,所以滑动变阻器要采用分压式,电路图如图所示。

本课结束

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