11.3实验导体电阻率的测量(解析版)
11.3 实验导体电阻率的测量（解析版）
实验名称：导体电阻率的测量
实验目的：通过实验测量导体的电阻率，了解电阻率的概念与测量方法。
实验器材：导线、电源、滑动变阻器、电流表、电压表、导体样品实验原理：
导体的电阻率可以通过以下公式计算得出：
ρ = (R * A) / L
其中，ρ为电阻率，R为电阻，A为导体横截面积，L为导体长度。
实验步骤：
1. 准备实验所需器材与导体样品。
2. 搭建电路，将滑动变阻器、电流表和电压表连接于电源和导体样品之间，确保电路连接无误。
3. 通过滑动变阻器调节电流的大小，记录电流值I和电压值V。
4. 更换不同的导体样品，重复步骤3，记录不同导体样品的电流和电压值。
5. 根据测得的电流和电压值，计算出不同样品的电阻率。
6. 分析实验数据，得出结论。实验数据记录与计算：
样品1：
电流值I1 = 2A
电压值V1 = 5V
导体长度L1 = 10cm
导体横截面积A1 = 2cm²
样品2：
电流值I2 = 1A
电压值V2 = 3V
导体长度L2 = 15cm
导体横截面积A2 = 3cm²
样品3：
电流值I3 = 3A
电压值V3 = 8V
导体长度L3 = 8cm
导体横截面积A3 = 1cm²
计算导体电阻率：
样品1：
R1 = V1 / I1 = 5V / 2A = 2.5Ω
ρ1 = (R1 * A1) / L1 = (2.5Ω * 2cm²) / 10cm = 0.5Ω·cm
样品2：
R2 = V2 / I2 = 3V / 1A = 3Ω
ρ2 = (R2 * A2) / L2 = (3Ω * 3cm²) / 15cm = 0.6Ω·cm
样品3：
R3 = V3 / I3 = 8V / 3A = 2.67Ω
ρ3 = (R3 * A3) / L3 = (2.67Ω * 1cm²) / 8cm = 0.3337Ω·cm
实验结果与结论：
通过实验测得样品1的电阻率为0.5Ω·cm，样品2的电阻率为
0.6Ω·cm，样品3的电阻率为0.3337Ω·cm。
根据实验数据，可以得出结论：不同样品的电阻率不同，电阻率与导体的材料性质和长度密切相关。
实验总结：
本实验通过测量不同导体样品的电流和电压值，计算出了相应的电阻率。实验过程中，要注意确保电路连接无误，测量数据的准确性。实验结果表明不同材料的导体具有不同的电阻率，这与导体的材料性
质和长度有关。实验可以加深对电阻率的理解，为进一步探究导体性
质提供了基础。
实验存在的问题及改进方向：
1.实验数据的准确性受到测量仪器的精度和示数误差的影响，可以
使用更精确的仪器进行测量，提高数据的精度。
2.样品的长度、横截面积等参数在实验过程中的变化可能导致误差，可以通过精确测量样品的尺寸来减小误差。
3.实验中只考虑了直流电流情况下的电阻率测量，可以进一步扩展
实验，探究交流电或其他情况下电阻率的变化。
实验拓展：
1.在实验中只考虑了样品的几何形状对电阻率的影响，可以进一步
通过更换不同材料的导体样品，研究不同材料的电阻率差异。
2.探索其他测量电阻率的方法，比如四引线法、绝缘电阻法等。
通过对电阻率的测量，我们可以更加深入地了解导体的性质与特点，为实际应用和电路设计提供指导。
11.3实验导体电阻率的测量(解析版) 11.3 实验导体电阻率的测量（解析版） 实验名称：导体电阻率的测量 实验目的：通过实验测量导体的电阻率，了解电阻率的概念与测量方法。 实验器材：导线、电源、滑动变阻器、电流表、电压表、导体样品实验原理： 导体的电阻率可以通过以下公式计算得出： ρ = (R * A) / L 其中，ρ为电阻率，R为电阻，A为导体横截面积，L为导体长度。 实验步骤： 1. 准备实验所需器材与导体样品。 2. 搭建电路，将滑动变阻器、电流表和电压表连接于电源和导体样品之间，确保电路连接无误。 3. 通过滑动变阻器调节电流的大小，记录电流值I和电压值V。 4. 更换不同的导体样品，重复步骤3，记录不同导体样品的电流和电压值。 5. 根据测得的电流和电压值，计算出不同样品的电阻率。
6. 分析实验数据，得出结论。实验数据记录与计算： 样品1： 电流值I1 = 2A 电压值V1 = 5V 导体长度L1 = 10cm 导体横截面积A1 = 2cm² 样品2： 电流值I2 = 1A 电压值V2 = 3V 导体长度L2 = 15cm 导体横截面积A2 = 3cm² 样品3： 电流值I3 = 3A 电压值V3 = 8V 导体长度L3 = 8cm 导体横截面积A3 = 1cm²
计算导体电阻率： 样品1： R1 = V1 / I1 = 5V / 2A = 2.5Ω ρ1 = (R1 * A1) / L1 = (2.5Ω * 2cm²) / 10cm = 0.5Ω·cm 样品2： R2 = V2 / I2 = 3V / 1A = 3Ω ρ2 = (R2 * A2) / L2 = (3Ω * 3cm²) / 15cm = 0.6Ω·cm 样品3： R3 = V3 / I3 = 8V / 3A = 2.67Ω ρ3 = (R3 * A3) / L3 = (2.67Ω * 1cm²) / 8cm = 0.3337Ω·cm 实验结果与结论： 通过实验测得样品1的电阻率为0.5Ω·cm，样品2的电阻率为 0.6Ω·cm，样品3的电阻率为0.3337Ω·cm。 根据实验数据，可以得出结论：不同样品的电阻率不同，电阻率与导体的材料性质和长度密切相关。 实验总结： 本实验通过测量不同导体样品的电流和电压值，计算出了相应的电阻率。实验过程中，要注意确保电路连接无误，测量数据的准确性。实验结果表明不同材料的导体具有不同的电阻率，这与导体的材料性
第十一章电路及其应用 3 实验：导体电阻率的测量 知识点一游标卡尺和螺旋测微器(千分尺) 游标卡尺 1．结构和原理如图： 2．分类和读数： (1)10分度的游标卡尺．游标上相邻两个刻度间的距离为0.9 mm，比主尺上相邻两个刻度间的距离小0.1 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，此位置便是0.1毫米乘以几．其读数准确到0.1 mm. (2)20分度的游标卡尺．游标上相邻两个刻度间的距离为0.95 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05 mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米．其读数准确到0.05 mm. (3)50分度的游标卡尺．游标上相邻两个刻度间的距离为0.98 mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02 mm.这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数．这种卡尺的读数可以准确到0.02 mm. 螺旋测微器 1．构造：如图 2．原理和读数：固定刻度上的最小刻度为0.5 mm(在中线的上侧)；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5 mm.在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01 mm.读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位)，再把两部分读数相加，得测量值． 3. 注意： (1)看半刻度是否漏出，固定刻度上刻度值是以mm为单位． (2)可动刻度要估读，小数点后应保留三位有效数字． 知识点二测量导体的电阻率 【实验目的】 1．学会用伏安法测量电阻的阻值． 2．测定金属的电阻率． 【实验原理】 用刻度尺测一段金属导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，
第十一章电路及其应用 11.3 实验：导体电阻率的测量 一．选择题 1．在“测定金属的电阻率”的实验中，下列说法中正确的是( ) A．用伏安法测金属丝的电阻时，可采用电流表内接法 B．实验中应调节滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出电阻平均值 C．应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值 D．实验中电流强度不得太大，以免电阻率发生变化 答案：BD 解析：用伏安法测金属丝电阻时，因金属丝电阻较小，应采用电流表外接法，A错；计算电阻率公式中的l应为接入电路中的长度，并不是整根金属丝的长度，C错，B、D正确． 2．在“测定金属的电阻率”实验中，关于误差的下列说法中正确的是( ) A．电流表采用外接法，将会使ρ测>ρ真 B．电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了金属丝分压的减小而引起测量误差 C．由ρ＝πd2U 4Il 可知I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起ρ的测量误差 D．由ρ＝πd2U 4Il 可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量 答案：CD 解析：.由于金属丝阻值较小，若电流表采用内接法，则电流表分压产生的误差太大， 故电流表采用外接法，R测 测量的物理量是d、U、I和l，都会引起测量误差，且直径d在公式中是平方关系，所以影响最大，故选项C、D说法正确． 3..(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是( ) A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变 答案：AC 解析：实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法．故A、C操作错误． 二、非选择题 4.在“测定金属的电阻率”的实验中，如果提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω.使用的电压表有3 V(内阻约为3 kΩ)和15 V(内阻约15 kΩ)两个量程，电流表有0.6 A(内阻约为0.1 Ω)和3 A(内阻约为0.02 Ω)两个量程．供限流用的滑动变阻器有A：0～10 Ω；B：0～100 Ω；C：0～1500 Ω三种．可供选择的实验电路有如图6甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图丙所示，则 (1)螺旋测微器的示数是________mm. 课题11.3实验：导体电阻率的测量课型新课时 3 学习目标 1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法。 2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。 3.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。 德育目标在实验过程中保持很好地交流、合作，准确记录数据认真进行数据处理。 重点、难点掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法；伏安法测电阻 合作探究随堂 手记 一、自主学习区 实验1长度的测量及测量工具的选用 一、游标卡尺 1．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mm。 2．精度：对应关系为10分度mm,20分度mm,50分度mm。 3．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，则记录结果表达为(x＋K×精度) mm。 二、螺旋测微器 1．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为mm，即旋钮D每旋转一周，F前 进或后退mm，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mm，即螺旋 测微器的精确度为mm。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。 2．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)。 实验二 金属丝电阻率的测量 一、实验目的 1.掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法，会正确使用。 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。 二、实验原理 (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R (R ＝U I )。电路原理图如图所示。 (2)用 测出金属丝的长度l ，用 测出金属丝的直径d ，算出横截面积S (S ＝πd 2 4)。 (3)由电阻定律R ＝ρl S ，得ρ＝RS l ＝πd 2R 4l ＝πd 2U 4lI ，求出电阻率。 三、实验器材 螺旋测微器、 、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、 。 四、实验步骤 1.测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录。 2.连电路：按实验原理中的电路图连接实验电路。 3.量长度：用 测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录。 4.求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，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，记入表格内，断开开关S 。 5.拆除实验电路，整理好实验器材。 五、数据处理 1.金属丝直径的测量 (1)特别注意半刻度是否露出。 (2)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。 (3)把三个不同位置的测量结果求平均值作为直径d 。 2.金属丝长度的测量 (1)应测量接入电路中的有效长度。(也要估读) (2)把3次测量结果求平均值作为长度l 。 第3节实验：导体电阻率的测量 一、游标卡尺和螺旋测微器 1．游标卡尺的原理及读数方法 (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 1 mm与每小 格的差值 精确度(可 精确到) 109 mm 0.1 mm 0.1 mm 2019 mm 0.05 mm 0.05 mm 5049 mm 0.02 mm 0.02 mm (3)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径． (4)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度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度) mm. 2．螺旋测微器的原理及读数方法 (1)构造及原理 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，精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm. (2)使用方法 当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮 D ，将测微螺杆F 旋出，把被测物体放入A 、F 之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D ，F 快要接触被测物时，要停止使用旋钮D ，改用微调旋钮D ′，直到听到“喀喀”声． (3)读数方法 L ＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值． 注意：①以毫米为单位时，小数点后面要有3位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略． ②在读数时注意半毫米刻度线是否已露出． 二、金属丝电阻率的测量 1．实验原理 (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R (R ＝U I )．电路原理图如图所示． (2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l ，用螺旋测微器测出金属丝的直径d ，算出横截面积S (S ＝πd 2 4 )． (3)由电阻定律R ＝ρl S ，得ρ＝RS l ＝πd 2R 4l ＝πd 2U 4lI ，求出电阻率． 2．实验器材 螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器． 3．实验步骤 (1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录． (2)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路． (3)电阻丝有效长度的测量： 电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺．需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是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. (4)电阻的测量： 按实验电路图连接实物电路．改变滑动变阻器滑片的位置， 读取多组电压、 电流值， 通过U －I 图像求得电阻 R . 4．数据处理 电阻R 的数值可用以下两种方法确定： (1)计算法：利用每次测量的U 、I 值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果． 2023-2024学年高二上物理：11.3实验：导体电阻率的测量 一．选择题（共6小题） 1．一位同学在某次利用单摆测重力加速度的实验中测摆球的直径，记录结果为11.75mm，则该同学使用的测量工具可能为． A．10分度的游标卡尺B．20分度的游标卡尺 C．50分度的游标卡尺D．螺旋测微器 2．下图中，螺旋测微器和游标卡尺的读数分别为（） A．螺旋测微器的读数：5.195mm；游标卡尺的读数是：58.13mm B．螺旋测微器的读数：5.695mm；游标卡尺的读数是：58.65mm C．螺旋测微器的读数：5.195cm；游标卡尺的读数是：58.13cm D．螺旋测微器的读数：5.695cm；游标卡尺的读数是：58.65cm E．螺旋测微器的读数：5.1950mm；游标卡尺的读数是：58.130mm 3．在下列测量长度的仪器中能够精确到0.01mm的是（） A．毫米尺度B．10分度游标卡尺 C．20分度游标卡尺D．50分度游标卡尺 E．螺旋测微器 4．杨光同学用螺旋测微器测得该材料的直径如图所示，示数为D＝（）mm（注意第一根半刻度线已经露出） A．0.4200B．1.420C．0.92D．0.920 5．下列游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为（） A．1.22cm、6.86mm B．1.220cm、6.860mm C．12.20mm、6.360mm D．12.20cm、6.36cm 6．某学习小组的同学们准备测量一段长度约100cm的电阻丝的电阻率，需要先测量电阻丝的长度，下列工具应该选用（） A．程实同学文具盒里边的直尺 B．游标卡尺 C．螺旋测微器 D．实验室的直尺 二．实验题（共4小题） 7．兴趣小组测量某农庄喷水口的内径D ①下列测量图中，测量方式正确的是。 ②如图为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径D＝mm. 8．用游标卡尺测量某一零件的内径时，应选用图1中的（选填“A”、“B”或“C”）部位来测量。正确操作后，读取读数前，为防止游标尺滑动，应转动图1中的（选.填“D”、“E”）旋钮。 第1页共10页第2页共10页 3.实验:导体电阻率的测量 第1课时实验:长度的测量及测量工具的选用 课后训练巩固提升 双基巩固学考突破 1.某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径,游标卡尺的示数分别如图甲和乙所示。由图可读出,圆管内壁的直径为 cm,圆管外壁的直径为 cm,由此可计算出金属圆管横截面的面积。 答案:2.232.99 解析:题图甲中游标卡尺的主尺读数为22 mm,游标尺读数为3×0.1 mm=0.3 mm,所以最终读数为22 mm+0.3 mm=22.3 mm=2.23 cm。题图乙中游标卡尺的主尺读数为29 mm,游标尺读数为9×0.1 mm=0.9 mm,所以最终读数为29 mm+0.9 mm=29.9 mm=2.99 cm。 2.(1)使用游标为10个小等分刻度的游标卡尺测量一物体的尺寸,得到图甲中的游标卡尺的读数,由于遮挡,只能看到游标的后半部分,图中游标卡尺的读数为 cm。(2)从图乙中可读出金属丝的直径为 mm。 甲 乙 答案:(1)5.45 (2)0.520 解析:(1)游标上有10个小等分刻度,游标尺长度是9 mm,游标卡尺的固定刻度与游标尺对齐的刻度读数为59 mm,游标尺上第5个刻度游标读数为0.9×5 mm=4.5 mm,所以最终读数为59 mm-4.5 mm=54.5 mm=5.45 cm。 (2)d=0.5 mm+2.0×0.01 mm=0.520 mm。 3.两组电流表与电压表的示数如下图中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6 A, 电压表量程为3 V。所示读数为①、②、③、④。 ① ② ③ ④ 答案:①0.10 A②0.24 A③2.0 V④0.3 V 解析:电流表量程为0.6 A时,最小刻度为0.02 A,所以①表示数为0.10 A,②表示数为0.24 A;电压表量程为3 V,最小刻度为0.1 V,所以③表示数为2.0 V,④表示数为0.3 V。 4.图甲、图乙和图丙分别是用游标卡尺和螺旋测微器测量长度,图甲读数为,图乙读数为,图丙读数为。 答案:4.120 cm0.990 mm 1.510 mm 解析:题图甲主尺上读数为4.1 cm,游标尺上第10格与主尺刻度对齐,精确度为0.02 mm,故读数为41 mm+0.02×10 mm=41.20 mm=4.120 cm。题图乙螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm,可动刻度上读数为49.0×0.01 mm,故读数为0.5 mm+49.0 mm×0.01=0.990 mm。题图丙中固定刻度读数为1.5 mm,可动刻度读数为0.010 mm,长度为1.510 mm。 选考奠基素养提升 1.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下: (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为l= mm。 甲 乙 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径d= mm。 答案:(1)50.15 (2)4.700 第十一章 3 实验：导体电阻率的测量 电阻率是反映材料导电性能的物理量，这一节我们来测量导体的电阻率。如果根据导体的电阻、长度和截面积来求出电阻率，就需要测量电阻和长度等。下面我们分别来进行相关的实验。 实验 1 长度的测量及测量工具的选用 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。常用的测量工具是刻度尺，初中我们已经学习了用刻度尺测量长度的方法和读数规则。现在我们进一步学习使用另外两种测量精度更高的工具。根据测量要求的不同，可以选用不同的测量工具。 游标卡尺 图 11.3-1 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 。 原理 游标卡尺是利用主尺的单位刻度（1 mm ）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。常用的游标卡尺有 10 分度、20 分度和 50 分度三种。 以 10 分度游标卡尺为例，如图 11.3-2，游标尺上有 10个小的等分刻度，总长 9 mm ，每一分度为 0.9 mm ，与主尺上的最小分度相差 0.1 mm 。量爪并拢时主尺和游标尺的零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差 0.1 mm ，第二条刻度线相差 0.2 mm ……当量爪间所测量物体的长度为 0.1 mm 时，游标尺向右应移动 0.1 mm ，这时它的第一条刻度线恰好与主尺的 1 mm 刻度线对齐。同样当游标尺的第五条刻度线跟主尺的 5 mm 刻度线对齐时，说明两量爪之间有0.5 mm 的宽度……这样就将没有游标尺时主尺读数需要估读的问题转化为比较主尺上的刻度线与游标尺上的哪条刻度线对齐的问题，提高了测量的精度。 游标尺上的刻度线越多，游标尺单位刻度与1 mm 的差距越小，测量的精确程度就越高。如20分度卡尺的游标尺零刻度线之后共有20条刻度线，其单位刻度与1 mm 的差值为0.05 D 内测量爪F 紧固螺钉A 主尺B 游标尺C 外测量爪E 尺身0 10 游标尺 主尺1 2 cm 11.3 导体电阻率的测量 知识点1：游标卡尺和螺旋测微器 （1）两种测量仪器 测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可（2）游标卡尺的三种分度 说明：n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。 螺旋测微器的读数 1．用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径D为（） A．4.700mm B．5.000mm C．5.700mm D．4.500mm 【答案】A 【详解】螺旋测微器读数是固定刻度读数（0.5mm的整数倍）加可动刻度读数（0.5mm以下的小数），图中读数为 D=+⨯= 4.5mm20.00.01mm 4.700mm 故A正确，BCD错误。 故选A。 2．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是（） A．0.68 mm B．0.680 mm C．0.180 mm D．0.18 mm 【答案】B 【详解】螺旋测微器的读数是固定刻度的读数与可动部分读数之和，有 +⨯= 0.5mm18.00.01mm0.680mm 故ACD错误，B正确。 故选B。 游标卡尺的使用与读数 3．下图中游标卡尺读数正确的是（） A．0.044cm B．20.22mm C．2.44cm D．20.440cm 【答案】A 【详解】由图知游标尺的刻度线大于20，即该游标尺的精度应为50分度，精确到0.02mm，游标尺的长度 ⨯ 220.98mm=21.56mm 主尺的长度为22mm，故游标卡尺读数为 22mm-21.56mm=0.44mm=0.044cm 故选A。 4．如图为10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数，其示数为（） A．2.90 cm B．2.9 cm C．2.27 mm D．2.27 cm 【答案】D 【详解】游标卡尺的读数是主尺读数与游标读数的和，则有 +⨯= 2.2cm70.1mm 2.27cm 故ABC错误，D正确。 故选D。 知识点2：电压表和电流表 （1）两个电表的读数 新教材高二物理人教版必修三课后精练第十一章第三节实验：导体 电阻率的测量 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、多选题 1、在“测定金属丝的电阻率”的实验中，以下操作中正确的是( ) A.用刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C.用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值 D.实验中应保持金属丝的温度不变 二、填空题 2、如图所示的电路叫作分压电路，当A B 、端获得电压 、之间的电压为U时，利用它可以在C D U的范围是________。 CD 三、计算题 3、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？ 4、随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。 （1）你认为不合格的纯净水的电导率是偏大还是偏小? （2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图所示。请用笔画线表示导线，连接测量纯净水样品电阻的电路，注意合理选择电表的量程。 5、在用电压表和电流表测量某种金属丝的电阻率时，用刻度尺测得金属丝长度为60 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径为0.635 mm，两电表的示数分别如图所示（电压表量程0~3V，电流表量程0~0.6A)。请计算，该金属丝的电阻率是多少。 四、实验题 6、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，实验中需要测出其长度和直径。 （1）用20分度的游标卡尺测量其长度，游标尺有刻度部分总长为________mm，每一分度为 _______mm，与主尺上最小分度相差_______mm；如图甲所示，金属丝长度L=_______mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=________mm。 7、（1）图甲所示读数为__________mm，图乙所示读数为_____mm。 第十一章3 合格考训练 (25分钟·满分60分) 1．(8分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是(A) A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变 解析：实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法。故A操作错误。 2．(8分)(2021·江西省九江第一中学高二上学期期末) (1) 用游标为10分度的游标卡尺测量一根金属丝的长度，由图可知其长度是_7.2__ mm； (2)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，其示数如图所示，该金属丝的直径是__8.694__ mm。 解析：金属丝的长度：7 mm＋0.1 mm×2＝7.2 mm；金属丝的直径：8.5 mm＋0.01 mm×19.4＝8.694 mm。 3．(8分)(2021·安徽省合肥一中高二上学期段考)用螺旋测微器测量圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，由甲、乙两图读得圆柱体的直径为__0.900(0.899～0.901均可)__mm，长度为__4.240__cm。 解析：螺旋测微器的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；游标卡尺的读数为4.2 cm＋8×0.05 mm＝4.240 cm。 4．(10分)在“测定金属电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻。螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则可读出该金属丝的直径是__1.400__ mm ，金属丝的电阻值是__11.4__Ω(要求保留3位有效数字)，除此以外，还需测量的物理量是__接入的金属丝的长度__，电路选择电流表__外__(选填“内”或“外”)接法。 解析：金属丝的直径：d ＝1 mm ＋0.01×40.0 mm ＝1.400 mm 。 电压表、电流表的示数分别为5.0 V 和0.44 A 。由欧姆定律得：R ＝5.0 0.44 Ω≈11.4 Ω。 由R ＝ρl S 得金属丝的电阻率ρ＝RS l ，故除了电阻R 、金属丝横截面积S 需要测量外，还 需要测量接入的金属丝长度l 。 由于金属丝电阻较小，为减小误差，实验中应采用电流表的外接法。 5．(13分)(2020·山东物理模拟)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻。所用器材有电流表A 1、A 2，电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、待测铅笔芯R x 、电源E 、开关S 及导线等。操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；记录两个电流表A 1、 A 2的示数分别为I 1、I 2。 请回答以下问题： (1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I 2＝__1 2__I 1时，电阻箱的阻值等于待测笔芯 的电阻值。 (2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为__1.000__mm 。 (3) 物理中考试题与答案-实验：导体电阻率的测量1．在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是图1中的() 图1 解析：选D金属的阻值较小，在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压式接法，D正确。 2．读出螺旋测微器的读数。 图2 图2甲读数为________ mm；图2乙读数为________ cm。 解析：甲图读数为：2 mm＋32.0×0.01 mm＝2.320 mm 乙图读数为：13.5 mm＋37.0×0.01 mm ＝13.870 mm＝1.387 0 cm。 答案：2.320 1.387 0 3．现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图3甲和乙所示。 图3 (1)由图读得圆柱体的直径为______________ mm ，长度为____________ cm 。 (2)若流经圆柱体的电流为I ，圆柱体两端之间的电压为U ，圆柱体的直径和长度分别用D 、L 表示，则用D 、L 、I 、U 表示的电阻率的关系式为ρ＝________。 解析：(1)圆柱体的直径为1.5 mm ＋34.2×0.01 mm ＝1.842 mm ；长度为42 mm ＋8×0.05 mm ＝42.40 mm ＝4.240 cm 。 (2)由欧姆定律R ＝U I 和电阻定律R ＝ρL S ， 联立得ρ＝RS L ＝US IL ＝πD 2U 4IL 。 答案：(1)1.842(1.841～1.844均可) 4．240 (2)πD 2U 4IL 4．在“测定金属的电阻率”的实验中： 图4 (1)用螺旋测微器测量金属丝直径时，其示数如图4甲所示，则金属丝的直径为d ＝________ mm 。 (2)某同学设计了如图4乙所示的电路测量该金属丝的电阻(阻值约3 Ω)。 可选用的器材规格如下： 电源E (电源电压为3 V ，内阻不计)； 电流表A(0～0.6 A ，内阻约0.5 Ω)； 电流表G(0～10 mA ，内阻为50 Ω)； 滑动变阻器R 1(阻值0～5 Ω，额定电流2 A)； 滑动变阻器R 2(阻值0～1 kΩ，额定电流1 A)； 定值电阻R 3＝250 Ω； 定值电阻R 4＝2 500 Ω； 开关S 和导线若干。 ①为了便于操作，并使测量尽量精确，定值电阻应选________，滑动变阻器R 应选________。 ②某次测量时电流表G 的读数为5.0 mA ，电流表A 示数为0.50 A ，计算R x 的准确值 课时设计 游标卡尺是利用主尺的单位刻度（1 mm）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，它的游标尺上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。常用的游标卡尺有10 分度、20 分度和50 分度三种。 2.游标卡尺的种类 （1）10 分度游标卡尺 游标尺上有10个小的等分刻度，总长9mm，每小格与1 mm的差值0.1 mm，可精确到0.1mm （2）20 分度游标卡尺 游标尺上有20个小的等分刻度，总长19mm，每小格与1 mm的差值0.05 mm，可精确到0.05mm （3）50分度游标卡尺 游标尺上有50个小的等分刻度，总长49mm，每小格与1 mm的差值0.02 mm，可精确到0.02mm 3.游标卡尺测距原理及读数 50分度：测量值=主尺读数+n×0.02 20 分度：测量值=主尺读数+n×0.05 10 分度：测量值=主尺读数+n×0.10 3.游标卡尺的使用 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。 用游标卡尺测量外径 用游标卡尺测量内径 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。 用游标卡尺测量深度 1.螺旋测微器的结构图 2.螺旋测微器的测距原理 当旋钮 D 旋转一周，螺杆 F便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。 螺旋测微器的固定刻度 B 的螺距是 0.5 mm ，圆周上的可动刻度 E 有 50 个等分刻度。可动刻度每旋转一格，对应测微螺杆 F 前进或后退 用螺旋测微器测量可准确到 0.01 mm 。 3. 螺旋测微器的读数原理 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) 是否超过半刻度？（是） L= 2 + 0.5 + 46.0 ×0.01mm= 2.960 mm 4.螺旋测微器的使用 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 之间如图所示。 旋转D ，当F 快靠近物体时，停止使用D ，改用D ′，听到 “喀喀”声 mm .=mm .0105050 人教版高中物理必修三第十一章 11.3《实验：导体电阻率的测量》第2课时教学设计 【教学设计思路】 学情分析：学生在此之前已经学习了电阻定律，便拥有了本节课的理论依据，对电路有了一个初步了解，并且通过前一节课的学习，已经掌握了游标卡尺以及螺旋测微器的使用。 教材分析：本节课作为第一个实验，承接了前一节课的长度测量方法，同时为后续电学的深入学习打下了基础。 教学过程： 教学目标物理观念 1、寻找到测量金属丝电阻率的原理及要测量的数据和方法。 2、掌握伏安法测电阻的方法并知道进行误差分析。 科学思维通过本实验的探究学习，提升逻辑思维和实验探究的能力。 科学探究在设计实验中学会自主进行实验设计、提升小组合作的能力。 科学态度 与责任 通过对金属丝电阻率的测量，使学生养成良好的思维表达习惯和科学的 价值观，激发学习物理的兴趣。 教学重点、难点重点：金属丝的电阻率测量原理、伏安法测电阻的方法难点：伏安法测电阻的误差分析。 教学资源ppt演示文稿。 教学方法设计讲授法、启发式教学、情景探究教学 教学过程 【巩固】 1.游标卡尺的使用方法？ 2.电阻定律内容? 3.螺旋测微器的使用方法？ 【提出问题导入新课】 一、新课导入： 我们之前学习了电阻定律，导体电阻的影响因素有哪些？ 电阻率的含义是什么？ 现有一根金属丝，我很想知道它的导电能力，同学们有没有什么方法？【搭建平台新课教学】 一、实验原理 故： 根据上式。我们需要测量金属丝的电阻和长度、直径。 二、实验设计： 1、长度：刻度尺 2、直径：螺旋测微器 3、电阻：测得导体两端电流与电压的关系 三、伏安法测电阻 1、两种滑动变阻器的接法： 限流法（初中所学）： 分压法（新的电路）： （与初中伏安法测电阻电路图有什么区别？ 答：滑动变阻器的接法不同。） （1）两总方法的区别： ①分压法待测电阻R的电压可以从零开始，而限流电路不能。 ②分压电路电压变化范围比限流电路大。 （2）选择依据： ①若需要被测电阻Rx两端电压从零开始变化，必须选分压电路。 ②若Rx比R滑大得多，且实验要求电压（电流）变化范围较大时, 必须选分压电路。 ③若电路中最小电流仍超过被测电阻Rx的额定电流，必须采用分压电路。若无上述三种问题，均采取限流接法。 本实验需要电压测量范围较大，所以滑动变阻器采用分压式接法。 2、电流表的两种接法： 内接法： 外接法： （1）两种接法的区别： ①内接法误差来源于电流表分压，外接法误差来源于电压表分流。 ②电阻测量值： 内接法（即测量值大于真实值） 11.3 实验：导体电阻率的测量教学设计 一、教材分析 本节教学内容出自2019版人教版高中物理必修第三册第十一章第3节。2004版人教版高中物理书中并没有单独列出一节来介绍导体电阻率的测量，只是在选修3-1的附录中提及了游标卡尺和螺旋测微器的使用，但考试大纲中关于游标卡尺和螺旋测微器的使用，还有导体电阻率的测量是必考实验之一。新教材作出这样的调整，对教学有了更好的指导作用，更有逻辑性。 初中已经学习了刻度尺的使用方法和读数规则，精确到mm，估读到毫米的下一位，但如果要提高测量的精度，则需要更精密的测量工具，由此引出游标卡尺和螺旋测微器的使用。接着实验2结合电路知识，顺理成章地完成金属丝电阻率的测量。 二、学情分析 学生在初中已经学过毫米刻度尺的使用和读数规则，也对累积法测量微小量有一点初步认识，逻辑思维和运算能力也比初中有所提升，通过教师演示实验，逐步递推，可以顺利引导学生理解两种测量工具的原理和使用方法。 结合两种测量工具的使用方法和电阻定律，引导学生设计电路实验测量金属丝的电阻率，培养学生的科学思维素养、科学探究素养和推理论证能力、实验探究能力。 三、教学目标 （一）物理观念 认识游标卡尺和螺旋测微器，知道游标卡尺和螺旋测微器可以提高测量的精度。 （二）科学思维 理解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理，并能准确读数。 （三）科学探究 1. 基于游标卡尺和螺旋测微器的原理，熟练使用游标卡尺和螺旋测微器测量微小长度。 2. 结合电阻定律和测量工具的使用原理，设计测量导体电阻率的实验，进行正确的实验操作和数据处理。 （四）科学态度与责任 学生分组合作，使用测量工具、连接电路、处理数据，最终完成实验，形成合作意识和严谨认真的科学态度。 四、教学重点 1. 游标卡尺和螺旋测微器的读数方法； 2. 设计实验测量金属丝的电阻率。 五、教学难点 游标卡尺和螺旋测微器的读数方法。 六、教学流程 测导体的电阻率---解析版 1.（2017辽宁重点中学协作体5月模拟）某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100Ω。备选器材如下： A．量程为5mA、内阻r1=50Ω的电流表 B．量程为0.6A、内阻r2=0.2Ω的电流表 C．量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表 D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器 E．定值电阻R1=5Ω F．定值电阻R2=500Ω G．电动势E=6V、内阻很小的直流电源 H．开关一个，导线若干 I．螺旋测微器，刻度尺 （1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示，则螺旋测微器的示数 D= mm。 （2）为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用（填“A”或“B”），定值电阻应选用（填“E”或“F”）。 (3)电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx= ；若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L，则其电阻率的表达式为ρ= （表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示） 【参考答案】（1）5.898（3分），（2）.A E（2分）， (3). () () 11 11 R U Ir I r R - + （2分）， () () 2 11 11 4 D R U Ir LI r R π- + （2分） 【名师解析】（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径D=5.5mm+0.398mm=5.898mm。 2．（12分）（2016安徽合肥一模）为了精密测量一金属丝的电阻率： （1）（6分）如图甲所示，先用多用表×1 Ω挡粗测其电阻为Ω，然后用螺旋测微器测其直径为 mm，游标卡尺测其长度为 cm。 （2）（6分）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V(量程3V，内阻约为15kΩ；量程l5V，内阻约为75 kΩ) B．电流表A(量程0.6A，内阻约为1Ω；量程3A，内阻约为0.2 Ω) C．滑动变阻器R1(0～5Ω，0.6 A) D．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1 A) E．1.5V的干电池两节，内阻不计 F．电阻箱 G．开关S，导线若干 为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用（填“R1”或“R2”）。 请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图乙的连线。 【参考答案】（1）（6分）8Ω（2分） 2.095mm（2分）5.015cm（2分） （2）（6分）R1。 【命题意图】本题考查多用电表读数、螺旋测微器和游标卡尺读数、电阻率测量学生实验电路设计、实物图连接、器材选择等。 图甲 2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第三 册章节（14）实验：导体电阻率的测量 1.在“测金属丝电阻率”的实验中，经测量得该金属丝接入电路的长度为 l ，金属丝的直径为d ，金属丝两端的电压和通过它的电流分别为U I 、， 则金属丝的电阻率可表示为2π4d U Il ρ=。由表达式分析对电阻率的测量误差 影响最大的是( ) A.金属丝的直径 B.金属丝两端的电压 C.流过金属丝的电流 D.金属丝的长度 2.有一未知电阻x R ，为较准确地测出其阻值，先后用图甲、乙两种电路进行测试，利用图甲测得的数据是“2.8 V 5.0 mA ”，而用图乙测得的数据是“ 3.0 V 4.0 mA ”，那么测得的该电阻较为准确的情况是( ) A.560Ω，测得阻值偏大 B.560Ω，测得阻值偏小 C.750Ω，测得阻值偏小 D.750Ω，测得阻值偏大 3.某同学用伏安法测电阻，分别采用了甲、乙两种电路测量，关于误差分析正确的是( ) A.若选择甲图，测量值偏大 B.若选择乙图，测量值偏大 C.若被测电阻x R与电流表内阻接近，应该选择乙图误差较小 D.若被测电阻x R与电压表内阻接近，应该选择甲图误差较小 4.用伏安法测电阻有两种连接方式，现测量阻值约为10Ω的电阻。使用的电流表内阻为100Ω。使用的电压表内阻是10kΩ，关于测量电路的选择，下列说法正确的是( ) A.应采用电流表内接法测量，且测量值大于真实值 B.应采用电流表内接法测量，且测量值小于真实值 C.应采用电流表外接法测量，且测量值大于真实值 D.应采用电流表外接法测量，且测量值小于真实值 5.如图所示，伏安法测电阻的电路中，电压表的量程为3 V，内阻为1 kΩ，测量时发现电压表的量程过小，在电压表上串联一个阻值为1 kΩ的定值电阻0R，最后电压表示数为2.00 V，电流表示数为0.10 A，下列说法正确的是( ) A.x R略大于40 Ω B.x R略小于40 Ω C.x R略小于20 Ω D.x R略大于20 Ω 6.在“测定金属的电阻率”的实验中,除了电源和开关外,还要用到的测量仪器及工具的组合为( )11.3实验：导体电阻率的测量
人教版(2019)高中物理必修三第十一章第3节实验：导体电阻率的测量
2023-2024学年高二上物理：实验：导体电阻率的测量(附答案解析)
最新人教版高中物理必修第三册第11章3.实验：导体电阻率的测量第1课时实验：长度的测量及测量工具
第十一章3实验导体电阻率的测量
11-3实验：导体电阻率的测量(解析版)
新教材高二物理人教版必修三 课后精练 第十一章第三节 实验：导体电阻率的测量
2022年人教版高中物理必修第三册同步培优第十一章电路及其应用第3节实验：导体电阻率的测量
物理中考试题与答案-实验：导体电阻率的测量
11.3实验：导体电阻率的测量“教学评”一体化教学设计
实验：导体电阻率的测量(第2课时)教学设计 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
物理必修三11.3《11.3 实验：导体电阻率的测量》
高考实验专题：测量导体的电阻率-解析版
2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第三册章节11.3实验：导体电阻率的测量
相关主题
文本预览