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(共64张PPT)
实验：测量金属的电阻率
一、长度的测量
毫米刻度尺：
毫米刻度尺精确到1mm，估读到0.1mm，高中物理实验中主要用来测量纸带上计数点间距，单摆摆长，金属丝长度。
1
0
游标卡尺
1、用途：
测量厚度、长度、深度、内径、外径
测量外径
测量内径
测量深度
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
游标尺
主尺
外测量爪
深度尺
内测量爪
被测球体
紧固螺钉
可测：管状物体的内径
可测：筒状物的深度
圆柱体的外径
物体的长度
物体的厚度
可测
2、构造
0
5
10
0
1
10分度
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
50分度
0
10
20
0
1
2
3
20分度
不管游标尺上有多少个刻度，游标尺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
主尺
游标尺
0
1
0
10
cm
1mm
0.9mm
(1) 10分度：
精度 0.1mm
游标尺上10格对应主尺上9mm，游标尺每格长度为0.9mm，两尺每格之差为0.1mm，每格游标尺比主尺上少了0.1mm
3、游标卡尺的工作原理
1.主尺上的最小单位是多少
2.游标尺刻度的总长是多少？
每个小格是多长？
3.此游标卡尺的精确度是多少？
这样的游标卡尺我们怎么读数？
知识讲解
主尺每小格1ｍｍ
共9ｍｍ
每小格0.9ｍｍ
0.1ｍｍ
主尺
１
０
０
１０
游标尺
２
ｃｍ
10分度
当被测量的物体厚度为0.1mm时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？
当被测量的物体厚度为0.1mm时，主尺上的哪一根刻度线与游标上刻度线相重合呢？
主尺
游标尺
0
1
0
10
cm
游标向右移动0.1mm
主尺
右移0.2mm
第N条刻度对齐，向右移动N个0.1mm
0 1 2 3 4
cm
L
游标尺0刻度前整毫米数为：44mm
对齐刻度：6 ，即游标尺部分读数是0.6mm
读数=主尺读数+游标尺读数=主尺读数+n×精度
10分度：
0 10 20
0 5 10
2mm＋9×0.1mm＝2.9mm
主尺读数起始处
游标尺的第九格与主尺的某条线对齐，读作0.9ｍｍ
读数练习
0 1 2 3 4
测量值：11 mm + 6×0.1mm=11.6mm
0 10
cm
主尺
３
２
０
１０
游标尺
ｃｍ
答案：　　　　　　　
游标尺上20格对应主尺上19mm，游标尺每一格为0.95mm，比主尺上少了0.05mm，
(2) 20分度：
精度 0.05mm
1.主尺上的最小单位是多少
2.游标尺刻度的总长是多少？
每个小格是多长？
3.此游标卡尺的精确度是多少？
这样的游标卡尺我们怎么读数？
主尺
１
０
０
10
游标尺
２
ｃｍ
20
主尺每小格1ｍｍ
共１9ｍｍ
每小格0.95ｍｍ
0.05ｍｍ
主尺读数终止处
游标尺的第三格与主尺的某条刻度线对齐,读作0.15ｍｍ
主尺
11
１0
０
１０
游标尺
12
ｃｍ
２０
主尺
1
游标尺
0
2 cm
10
20
L= + × =
两刻度对齐
5mm
17
0.05mm
5.85 mm
读数练习
(3) 50分度：
精度 0.02mm
游标尺上50格对应主尺上49mm，游标尺每一格为0.98mm，比主尺上少了0.02mm
主尺
5
4
6
ｃｍ
０ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
游标尺
7
8
9
①量爪并拢，查看游标和主尺的零刻度线是否对齐，若对齐就可以进行测量。
②使待测物位于测量爪之间，用力不能太大，两者紧紧相贴时，拧紧紧固螺钉，进行读数。
4、使用方法：
1、常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种
总结
主尺刻度数+游标尺对齐格数×精确度
注：不需估读！
2
0
螺旋测微器(千分尺)
可动刻度有50个等分刻度，螺距是0.5mm，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，所以可动刻度每一小格表示0.01mm，读数时估读一位，即准确到毫米的千分位，因此螺旋测微器又叫千分尺，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具。
1、螺旋测微器的读数原理
0
1
2
45
0
40
测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)
固定刻度2毫米
半毫米刻度线0.5mm
可动刻度数46
0
1
2
45
0
40
固定刻度2毫米
半毫米刻度线0.5mm
可动刻度数46.0
L= 2 + 0.5 + 46.0 ×0.01mm= 2.960 mm
是否超过半刻度？是。
2.5
估读到下一位
是否超过半刻度？
2.5mm + 0.460mm = 2.960 mm
固定刻度：2.5
可动刻度：46.0
是
读数练习
答案：5.545mm
读数练习
4.0mm+8.8× 0.01mm=4.088 mm
8.5mm+20.3 × 0.01mm=8.703 mm
读数练习
二、实验设计
不同导体的导电性能不同，电阻率是反映导体材料导电性能的重要物理量。通过上一节的学习，我们找到了测量导体长度和直径的工具和方法，那么，要测导体的电阻率我们又该如何操作呢？请设计出你的实验思路。
2.用游标卡尺或螺旋测微器测量金属丝的直径。
1.用毫米刻度尺测量金属丝的长度。
3.用伏安法测量金属丝的电阻。
0
测量思路与方法
1
测量工具：毫米刻度尺（电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺）；分度值1mm，可估读到0.1mm；
测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值。
有效长度
测金属丝的长度
01
测量思路：测量金属丝的直径d，间接得出金属丝的横截面积。
测量方法：
1.选刻度尺，利用累积法测直径；
2.选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。
为减小误差，尽量选用螺旋测微器。
测金属丝的直径
02
又该如何测导体的电阻呢？
测量思路：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R；
测量方法：伏安法
E
S
P
Rx
A
V
测金属丝阻值的大小
03
电路的设计中有哪些细节需要注意呢？
控制部分
测量部分
测量电路
伏安法测电阻实验电路图
控制电路
0
电流表的外接法与内接法
2
1.电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法” 。
2.电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法” 。
A
V
Rx
A
V
Rx
因电流表有分压、电压表有分流作用,两种方法测量电阻都有误差，那么，实际应用中该如何选择呢？
电流表的两种接法
01
电压表示数：
电流表示数：
1.电流表外接法时
A
V
Rx
误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小。
测量小电阻，即Rx<伏安法测电阻误差分析
02
电压表示数：
电流表示数：
误差来源于电流表的分压，分压越小，误差越小。
测量大电阻，即Rx>>RA情况下，使用内接法误差较小。
A
V
Rx
2.电流表内接法时
内接法
RX
V
A
RX
A
V
外接法
庆威
物理
误差：大内偏大，小外偏小
结论：大内小外
伏安法测电阻的内外接选择
03
（1）阻值比较法
内接法
RX
V
A
RX
A
V
外接法
庆威
物理
当 时用内接法
当 　　 时用外接法
（2）临界值计算法
若伏特表示数有明显变化，
用外接；
若安培表示数有明显变化，
用内接。
（3）试探法
V
A
S
a
b
R
按内外接的方式依次连接，观察电流表、电压表示数变化情况。
类别
电流表内接法
电流表外接法
实验电路
误差来源
电压表的分流
电流表的分压
测量结果
适用于测量
小电阻（R<大电阻（R>>RA）
记忆口诀
大内偏大
小外偏小
测量电路误差分析及选用
比值法
内接法：
外接法：
试触法
选用原则
测量结果偏大
测量结果偏小
UR
UA
IR
IA
消除误差
内阻已知：
内阻已知：
【例题1】用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为 Ω，真实值是 Ω，R2的测量值为 ___Ω，真实值是 Ω。
乙
300
290
300
333
R1
甲
V
A
R2
V
A
【变式训练1】如图所示，在使用伏安法测量电阻Rx时，有两种电路连接方法如图中a、b所示．以下说法中正确的是（ ）
A．当Rx<B．当Rx<C．Rx比RV小得越多，采用b图时，由于电流表分压而引起的误差越小
D．Rx比RV大得越多, 采用a图时, 由于电流表的分压而引起的误差越小
A
【例题2】如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻RX的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端K分别与M、N接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是：（　　　）
A、若电流表读数有明显的变化，则K应接在M点
B、若电流表读数有明显的变化，则K应接在N点
C、若电压表读数有明显的变化，则K应接在M点
D、若电压表读数有明显的变化，则K应接在N点
BC
【变式训练2】用伏安法测电阻，按图(甲)方法测得为R1，按图(乙)方法测得为R2，若电阻的真值为R，则有（ ）
A．R1>R>R2 B．R1C．R>R1，R>R2 D．RA
三、实验操作
分压外接法
V
A
Rx
分压内接法
A
V
Rx
限流内接法
Rx
A
V
限流外接法
Rx
A
V
由于电阻丝的电阻较小，做实验时，选择外接法；当不要求电压从0开始调节，可选择耗能较低的限流法。
伏安法测电阻的四种电路
01
1.安全性原则：例如电压表与电流表不能超过量程。
2.精确性原则：例如电压表与电流表的指针偏角不能过小，应使
其指针偏角不小于满偏的1/3.
3.方便性原则
4.经济性原则
仪表选择
02
E
S
P
Rx
A
V
三、实验器材
螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器。
一、实验目的：测量金属丝的电阻率
二、实验原理：如图
实验目的、原理与器材
03
1.测直径:在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录;
2.量长度:测有效长度,反复测量3次;
3.连电路:按原理图所示的电路图连接实验电路;
4.求电阻: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。
5.拆除实验电路,整理好实验器材。
实验操作
04
数据处理
05
1、测量I时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的
长度);在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器或游标卡尺测量
直径d。
2、电流不宜过大(电流表用0-0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免
电阻率因温度升高而变化。
注意事项
06
1.直径测量。
2.长度测量。
3.电路中电流表及电压表内阻对电阻测量的影响。
4.通电电流大小、时间长短、致使电阻丝发热,电阻率随之变化。
误差分析
07
【例1】在“测定金属的电阻率”的实验中，
(1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图3-14甲所示，则该金属丝的直径为________mm。
(2)用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时的读数如图3-14乙所示，则电压表的读数为_______V，电流表的读数为_________A。
(3)用米尺测量金属丝的长度L=0.810 m。利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为_________Ω·m(保留两位有效数字)。
2.935
2.60
0.52
4.2×105
【例题2】某同学测量一捆铜导线的长度L，所用器材有：学生电源E，阻值为R0的定值电阻，电压表V1和V2（内阻均未知），电阻箱R，开关及导线若干。实验操作如下：
（1）用游标卡尺在不同部位测量铜导线横截面的直径D，测量时铜导线应卡在图（a）所示的游标卡尺的部位______（选填“A、B、C、D、E、F、G），某次测量的示数如图（b）所示，为______mm；
【参考答案】 C 1.7
（2）按图（c）连接电路，a、b间粗实线表示铜导线，闭合开关S，调节电阻箱，记录两块电压表和电阻箱的示数，绘制出图（d），则铜导线的电阻值 ______Ω；查表可知铜的电阻率为ρ，用ρ、D、 表示这捆铜导线的长度为L＝______；
（3）若考虑电压表内阻的影响，则由图（d）测得铜导线的电阻值______（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【参考答案】1.2 等于
谢 谢

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