高中物理必修三实验一 测定金属的电阻率

测定金属的电阻率

一、仪器的实验

1、螺旋测微器

(1)构造：如图甲，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，旋钮K每旋转一周，螺杆P前进或后退0.5

mm，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.

甲 乙

(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如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米，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.

2．游标卡尺

(1)构造(如图所示)：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，尺身上还有一个紧固螺钉．

(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．

(3)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个的、20个的、50个的，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

(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线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.

3．常用电表的读数

对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．

实验 测定金属的电阻率

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【教学目标】

一、知识与技能

1、进一步掌握伏安法测电阻的原理，初步接触电路和器材的选择。

2、熟练掌握螺旋测微器的读数。

3、掌握测定金属电阻率的原理。

4、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，运用理论知识解决实际问题的能力。

二、过程与方法

1、在实验学习过程中培养掌握螺旋测微器的使用方法。

2、初步掌握伏安法测电阻和测定金属电阻率的的方法。

三、情感态度与价值观

1、 提高整体学生应对高考的素质。

2、培养学生严紧求实的科学态度。

【教学重点】

1、测定金属电阻率的原理； 2、螺旋测微器的使用和读数；

【教学难点】

1、螺旋测微器的读数； 2、实验中的重要注意事项。

【教学方法】

传统讲授

【教 具】

多媒体，实验器材，实物模型

【教学内容】

一、实验目的

1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法．

2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法．

3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．

二、实验原理

1.

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，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.

(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，不足半毫米，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.

2．电阻率的测定原理

把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据Rx＝UI计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx＝ρlS，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝RxSl＝πd2U4lI.

1 实验一 测定金属丝的电阻率

一、实验目的

(1)学会使用螺旋测微器及正确读数。

(2)学会用伏安法测电阻。

(3)测定金属的电阻率。

(4)掌握滑动变阻器的两种使用方法。

二、实验原理

用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度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，由R＝ρlS得ρ＝RSl＝π·d2R4l。

三、实验器材

被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。

附：螺旋测微器的构造、使用和读数

(1)构造：

如图实－1－1所示为螺旋测微器的结构图。它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。

图实－1－1

(2)测量原理：

螺旋测微器的螺距是0.5 mm，螺栓上可动刻度一周为50格，当螺栓每转一周时，前进(或后退)一个螺距0.5 mm。若螺栓每转过1格，前进(或后退)0.01 mm，因此螺旋测微器的精确度为0.01 mm。

(3)操作与读数：

使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先使用粗调旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D′，听到咔咔声音停止转动，并用止动旋钮止动，然后读数。读数时，在固定刻度尺上读出大于0.5 mm的部分，在可动刻度上读出不足0.5 mm的部分，读可动刻度示数时还要注意估读一位数字。 2 螺旋测微器的读数可用下式表示：螺旋测微器的读数＝固定尺上的读数＋可动尺上的读数×精确度。如图实－1－2所示，读数为6.5 mm＋0.01×20.3 mm＝6.703 mm。

图实－1－2

四、实验过程

1．实验步骤

(1)用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录。

(2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，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。

浅析高中物理金属电阻率测定实验学习心得　综合　

李奕淇湖南省长沙市周南中学　

摘要：高中物理是一门实验性较强的学科，其中，金属电阻率的测定是高中物理最重要的实验之一，包含了许多的重点物理知识，也是高　

考重点。本文将以高中物理‘‘金属电阻率测定”实验为例，从器材准备、实验原理、实验步骤等方面整理了一些学习心得。　关键词：高中物理金属电阻率测定　实验学习　

高中物理很多知识点与定律均产生自实验，实验在物理教学　

中有着举足轻重的作用，可以说物理在生活中无处不在，本文将　

通过物理实验证实这一点。将“测定金属电阻率”实验作为此次　研究课题，分享几点学习心得，与其他学生共同学习与进步。　

１器材准备的心得　

在准备“金属电阻率测定”实验的相关器材中，很多学生通常　

存在迷茫感，不知道该准备哪些器械，经常在器材选择上丢三落四，　

影响实验开展效率。原因为：物理器材分为隐性器材与显性器材两　

种，前者是指通过实验原理与定律分析得到的器械，在实验原理图　

中不会表示出来，而显性器材则指实验装置图中直接显示出来的器　

材，由此，很多学生未能了解器材分类，进而准备不充分。　“金属电阻率测定”实验中，显性器材与隐性器材分别包　

括了：电源、电压表、电流表与导线、待测量电阻丝与滑动变　

阻器，实验中这些是基本器材，但并不是固定的，需要对该实　验的原理进行分析，进而更加准确的选择器材。电阻Ｒ计算原　

理用一　公式表示，其中电阻丝的横截面积用Ｓ表示，进而得到：　

：　这一公式。通过以上原理可以看出，要想将金属电阻Ｒ得到，　就必须获得金属丝的长度与金属丝的直径两个具体值，然后需　

要使用刻度尺对金属丝实际长度进行测量，同时对横截面积测　

量，期间使用到螺旋测微器。　

通过以上分析，本次实验中还需要使用的器材有螺旋测微　器与毫米刻度尺，这两个装置均未在实验图中表示出来，仅是　

通过实验原理得到的，由此，在物理实验开展前需要先分析实　

验原理，这样才能使实验器材准备更加充分，减少遗漏。