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《实验_导体电阻率的测量》学历案（第一课时）一、学习主题本课程学习主题为《实验：导体电阻率的测量》，主要探讨导体的电阻特性及如何通过实验进行电阻率的测量。
通过本课程的学习，学生将掌握电阻、电阻率的基本概念，了解实验测量电阻率的方法，并学会运用实验器材进行实际测量。
二、学习目标1. 理解电阻和电阻率的概念及其物理意义。
2. 掌握欧姆定律及其在电阻测量中的应用。
3. 熟悉实验器材的使用方法，包括电流表、电压表、滑动变阻器等。
4. 学会设计并实施导体电阻率的测量实验，并能够正确记录和分析实验数据。
5. 培养学生的实验操作能力、观察能力和数据分析能力。
三、评价任务1. 理论评价：通过课堂提问和课后作业，评价学生对电阻和电阻率概念的理解程度。
2. 操作评价：通过观察学生在实验操作过程中的表现，评价其器材使用和实验操作的熟练程度。
3. 实验报告评价：通过学生提交的实验报告，评价其实验设计、数据记录、数据分析及结论的准确性和完整性。
四、学习过程1. 导入新课：通过回顾以前学习的电流、电压等概念，引入电阻和电阻率的概念，让学生了解电阻对电流的影响。
2. 理论学习：讲解电阻和电阻率的概念、欧姆定律及其在电阻测量中的应用。
重点讲解实验原理和实验器材的使用方法。
3. 实验演示：教师进行实验演示，让学生了解实验步骤和操作方法。
4. 学生实践：学生分组进行实验操作，教师巡回指导，及时解答学生疑问。
5. 数据处理：学生根据实验数据，运用所学知识进行分析和处理，得出实验结论。
6. 总结反馈：学生交流实验心得，教师进行总结反馈，强调实验过程中的注意事项和操作技巧。
五、检测与作业1. 课堂检测：进行小测验，检测学生对电阻和电阻率概念的理解程度，以及欧姆定律的应用。
2. 作业布置：布置实验报告的写作任务，要求学生详细记录实验步骤、数据及分析结果，并提交实验报告。
六、学后反思1. 学生反思：学生在完成实验后，应反思自己在实验过程中的表现，包括实验操作、数据记录和分析等方面，总结经验教训。
课时12 实验：导体电阻率的测量作业时限：45分钟作业总分为：100分一、选择题(每一小题7分，共14分)1.一同学将变阻器与一只“6 V6～8 W〞规格的小灯泡L与开关S串联后接在6 V的电源E上，当S闭合时，发现灯泡发光．按如下列图的接法，当滑片P向右滑动时，灯泡将( B )A．变暗 B．变亮C．亮度不变 D．可能烧坏灯泡解析：由题图可知，变阻器接入电路的是PB段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡．当滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确．2．(多项选择)滑动变阻器的原理如下列图，如此如下说法中正确的答案是( AD )A．假设将a、c两端连在电路中，如此当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大B．假设将a、d两端连在电路中，如此当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小C．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入3个接线柱D．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入3个接线柱解析：假设将a、c两端连在电路中，aP局部将连入电路，如此当滑片OP向右滑动时，该局部的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确．假设将a、d两端连在电路中，也是将aP局部连入电路，如此当滑片OP向右滑动时，该局部的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B 错误．A 、B 两个选项中均为限流式接法，可见在限流式接法中，a 、b 两个接线柱中任意选一个，c 、d 两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，C 错误．在滑动变阻器的分压式接法中，a 、b 两个接线柱必须接入电路，c 、d 两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，D 正确．二、非选择题(共86分)3．(16分)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，测得结果如图甲所示，如此该金属丝的直径为__2.935__mm.(2)用量程为3 V 的电压表和量程为0.6 A 的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙、丙所示，如此电压表的读数为__2.60__V ，电流表的读数为__0.52__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__4.2×10－5__Ω·m(保存两位有效数字)．解析：(1)螺旋测微器的读数为：d ＝2.5 mm ＋43.5×0.01 mm ＝2.935 mm.(2)因电压表的每小格读数为0.1 V ，所以应估读到0.01 V ，所以电压表的读数为：U ＝2.60 V ；同理，电流表的每小格读数为0.02 A ，应估读到0.01 A ，所以电流表的读数为：I ＝0.52 A.(3)根据R ＝ρL S 得：ρ＝RS L＝R ·d 22πL 代入数据得：ρ≈4.2×10－5 Ω·m.4．(16分)(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9 mm 长10等分、19 mm 长20等分、49 mm 长50等分，它们的读数依次为__17.7__ mm ，__23.85__ mm ，__3.18__ mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，如此金属丝的直径是__2.150__ mm.(3)①如图丙A使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表__0.02__ A，图中表针示数是__0.44__ A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表__0.1__ A，图中表针示数为__2.20__ A.②图丙B使用较小量程时，每小格表示__0.1__ V，图中表针的示数为__1.70__ V．假设使用的是较大量程，如此这时表盘刻度每小格表示__0.5__ V，图中表针示数为__8.50__ V.(4)旋钮式电阻箱如图丁所示，电流从接线柱A流入，从B流出，如此接入电路的电阻为__1_987__ Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是__将“×1_k〞旋钮调到2，再将“×100〞旋钮调到0__.假设用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为__0～19_998_Ω__.解析：(1)图A读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.图B读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm ＋0.85 mm＝23.85 mm.图C读数：整毫米是3，不足1毫米数是9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm.(2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.(3)①电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A.②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.50 V.(4)电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k〞旋钮调到2，再将“×100〞旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω.5．(14分)要测量某种合金的电阻率．(1)假设合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，如此其电阻率ρ＝πRD24L.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为__0.650__ mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关．根据原理图在图丙中将实物连线补充完整．(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35 V，I1＝0.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92 V，I2＝0.32 A．根据以上测量数据判断，当S 2处于位置__b __(选填“a 〞或“b 〞)时，测量相对准确，测量值R x ＝__2.9__Ω.(结果保存两位有效数字)答案：(2)如下列图解析：(1)金属丝电阻：R ＝ρL S ＝ρL πD 22，如此电阻率：ρ＝πRD 24L .由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5 mm ＋15.0×0.01 mm＝0.650 mm.(3)根据ΔU U 1＝1.35－0.921.35＝0.32，而ΔI I 1＝0.32－0.300.30＝0.06，可知ΔU U 1＞ΔI I 1，电流表分压较大，因此必须电流表外接法，即S 2处于位置b ，根据欧姆定律，如此有：R x ＝0.920.32Ω≈2.9 Ω.6．(14分)在“测定金属的电阻率〞的实验中，待测金属丝的电阻R x 约为5 Ω，实验室备有如下实验器材：A ．电压表V 1(量程0～3 V ，内阻约为15 kΩ)；B ．电压表V 2(量程0～15 V ，内阻约为75 kΩ)；C ．电流表A 1(量程0～3 A ，内阻约为0.2 Ω)；D ．电流表A 2(量程0～0.6 A ，内阻约为1 Ω)；E ．变阻器R 1(0～100 Ω，0.6 A)；F ．变阻器R 2(0～2 000 Ω，0.1 A)；G ．电池组E (电动势为3 V)；H ．开关S ，导线假设干．(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有__ADEGH__(填器材前面的序号)．(2)为减小实验误差，应选用如图1中__乙__(选填“甲〞或“乙〞)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把如图2中的实物图用线连接起来．图1图2(3)假设用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm ，用螺旋测微器测得金属丝的直径与两电表的示数如图3所示，如此金属丝的直径为__0.637(0.636～0.638均可)__ mm ，电阻值为__2.4__ Ω.图3解析：(1)由于电源的电动势为3 V ，所以电压表应选A ；被测电阻约为5 Ω，电路中的最大电流约为I ＝E R x ＝35A ＝0.6 A ，电流表应选D ；根据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E ；还要选用电池和开关，导线假设干．故应选用的实验器材有A 、D 、E 、G 、H.(2)由于R V R x >R xR A，应采用电流表外接法，应选图乙所示电路，实物连接如下列图．(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.637 mm ，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V ，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A ，被测金属丝的阻值为R x ＝U x I x ＝1.200.50Ω＝2.4 Ω. 7．(12分)欲测量一个电流表的内阻，根据以下要求来选择器材并设计电路：a ．无论怎样调节变阻器，电流表都不会超量程；b ．有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据．现备有如下器材：A ．待测电流表A 1(量程3 mA ，内阻约为50 Ω)B ．电压表V(量程3 V ，内阻未知)C ．电流表A 2(量程15 mA ，内阻为10 Ω)D ．保护电阻R ＝120 ΩE ．直流电源E (电动势2 V ，内阻忽略不计)F ．滑动变阻器(总阻值10 Ω，额定电流0.5 A)G ．开关一个，导线假设干(1)在以上提供的器材中，除A 、E 、F 、G 以外，还应选择__C__、__D__(选填字母代号)．(2)请画出符合要求的实验电路图．答案：解析：根据题中给出的备用器材，应选择伏安法测量电流表的内阻，由于给出电压表量程过大，故应选择内阻的电流表A2作为电压表，选择保护电阻R与并联的两个电流表串联，由于电流表两端电压最大只有0.15 V，滑动变阻器最大电阻只有10 Ω，并且要求尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，所以选择分压电路，电路图如答案图所示．8．(14分)某实验小组在“测定金属电阻率〞的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以与电流表、电压表的读数如下列图，如此它们的读数值依次是__0.999(0.998～1.000均可)__mm、__0.42__A、__2.25(2.24～2.26均可)__V.实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～5 Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 kΩ，电源电动势E＝6 V，内阻很小，如此以下电路图中__A__(选填电路图下方的字母代号)电路为本次实验测电阻R x应当采用的最优电路，但用此最优电路测量的结果仍然会比真实值偏__小__．假设实验所用的电流表内阻的准确值R A，那么准确测量金属丝电阻R x的最优电路应为__内接法__(选填“内接法〞或“外接法〞)电路，此时测得电流为I、电压为U，如此金属丝电阻R x＝UI－R A(用题中字母代号表示)．解析：螺旋测微器的读数为：d＝0.5 mm＋49.9×0.01 mm＝0.999 mm；电流表的读数为：I＝0.42 A；电压表的读数为：U＝2.25 V；根据题意，因电源不宜在长时间、大功率状况下使用，故滑动变阻器不能用分压式，应用限流式，又待测电阻阻值远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，故电路图A 为应当采用的最优电路，根据欧姆定律R ＝U I 知，由于电压表的分流作用而使得R 测量值偏小，假设实验所用的电流表内阻的准确值R A ，如此应用电流表内接法．最终测得金属丝电阻为：R x ＝U I－R A .。
新人教版必修第三册课后作业第十一章实验:导体电阻率的测量【解析】一、选择题1.图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的(选填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为mm。
甲乙2.现有一合金制成的圆柱体,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(a)和图(b)所示。
由上图读得圆柱体的直径为mm,长度为cm。
题组二实验:导体电阻率的测量3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。
测量3次,求出其平均值l。
其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐,图中读数为cm。
用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。
其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为mm。
(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻,电阻的测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。
最后由公式ρ=计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。
丙4.导电玻璃是制造液晶显示器的主要材料之一。
为测量某型号导电玻璃的电阻率,某研究性学习小组现选取长度L=2.5 m的圆柱体导电玻璃进行实验。
请完成下列填空: (1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图所示,则直径d=mm。
(2)然后用欧姆表粗测出该导电玻璃电阻约为1 200 Ω,为精确测量该导电玻璃的电阻R x在额定电压下的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的13,滑动变阻器易于调节。
实验小组根据下面提供的器材,设计了一个实验方案。
器材规格电源E电压4.5 V,内阻约为1 Ω电压表V量程0~3 V,内阻1 kΩ电流表A1量程0~2 mA,内阻15 Ω电流表A2量程0~0.6 A,内阻约为5 Ω滑动变阻器R阻值范围0~20 Ω,允许通过的最大电流为1.0 A定值电阻R1阻值为985 Ω定值电阻R2阻值为1 985 Ω开关S一只,导线若干①电流表应选用;定值电阻应选用。
第11章电路及其应用1.电源和电流 (1)2.导体的电阻 (5)3.实验: 导体电阻率的测量 (9)4.串联电路和并联电路 (15)5.实验: 练习使用多用电表191.电源和电流一、电源1. 定义: 能够把电子从正极搬运到负极的装置。
2. 作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差。
(2)使电路中的电流能够持续存在。
二、恒定电流1. 恒定电场: 由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
2．自由电荷定向移动的平均速率: 在恒定电场的作用下, 自由电荷定向加速运动, 但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞, 碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平移速率不随时间变化。
3. 恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。
4. 电流(1)物理意义: 表示电流强弱程度的物理量。
(2)公式: I＝。
(3)单位：在国际单位制中, 电流的单位是安培, 简称安, 符号是A。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
1 mA＝10－3A,1 μA＝10－6 A。
(4)方向: 正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
考点1: 对电源的理解1. 电源的作用(1)从电荷转移的角度看, 电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。
(2)从能量转化的角度看, 搬运电荷的过程是非静电力做功的过程, 从而将其他形式的能转化为电能。
2. 形成电流的三种电荷形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子, 其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子, 液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子, 气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
【例1】下列关于电源的说法正确的是( )A. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极, 保持两极之间有电压B. 电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C. 电荷的移动形成电流D. 只要电路中有电源, 电路中就会形成持续的电流B [在电源内部, 电源把电子由正极搬运到负极, 这一过程要克服静电力做功, 把其他形式的能转化为电势能, 故选项A错误, 选项B正确。
新教材人教版高中物理必修第三册第十一章知识点清单目录第11章电路及其应用第1节电源和电流第2节导体的电阻第3节实验：导体电阻率的测量第4节串联电路和并联电路第5节实验：练习使用多用电表第11章电路及其应用第1节电源和电流一、电源1. 定义：能把电子从正极搬运到负极，使正、负极之间始终存在电势差的装置。
2. 作用(1)维持电路两端有一定的电势差。
(2)使电路中存在持续的电流。
二、电流1. 恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。
2. 电流产生的条件(1)导体中存在自由电荷。
金属导体导电时，定向移动的电荷是自由电子；液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子；气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
(2)存在电势差或电压。
3. 电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
4. 电流的定义式：5. 电流的微观表达式：I=nqSv。
其中v为自由电荷定向移动的平均速率，S为导体的横截面积，n为导体单位体积内的自由电荷数，q为自由电荷的电荷量。
6. 电流的单位：国际单位制中电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。
1 A=103 mA=106μA。
三、电流大小的计算金属导体中的电流金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I=qt计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量电解液中的电流电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I=qt计算时，q应是同一时间内通过横截面的正、负两种离子电荷量的绝对值之和环形电流环形电流的计算采用等效的观点。
所谓等效电流，就是把电荷周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。
对周期性运动的电荷，常取一个周期，利用I=qt=qT求等效电流第2节导体的电阻一、电阻1. 定义：导体对电流的阻碍作用的大小，叫作导体的电阻。
2. 公式：R=UI。
实验：导体电阻率的测量【教学目标】1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
2．掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
3．学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。
【教学重难点】1．掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
2．学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。
【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：回顾上节课的内容1．电阻定律R=ρls2．导体的电阻率ρ=RSl反映材料导电性能好坏的物理量。
【提问】如何测量导体的电阻率？根据公式，需要测量哪些物理量？学生回答：①测量导体的长度。
②测量导体的横截面积。
③测量导体的电阻。
【提问】这写物理量分别用哪些工具测量？怎样测量？①测量导体的长度。
（刻度尺）②测量导体的横截面积。
（刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器）③测量导体的电阻。
（伏安法）二、新课教学（一）长度的测量及测量工具的选用1．游标卡尺（1）游标卡尺结构及使用方法介绍（图片加flash动画）（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1mm。
（3）精度：对应关系为10分度0.1mm，20分度0.05mm，50分度0.02mm。
（4）读数方法：若用??表示由主尺上读出的整毫米数，??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：（??＋??×精度）mm。
2．游标卡尺的使用读数=主尺整mm值+精确度×游标尺的对齐刻度数（1）首先要弄清该尺的精度。
（2）接着从主尺上读出整毫米数。
（3）再从游标尺上读出不足1毫米的长度值。
（4）最后确定测量结果。
注意：不需估读！【练习】1.游标卡尺的主尺最小分度为__________，图1尺的精度是__________mm，读数是__________mm；图2中的精度是__________mm，读数是__________mm。
3.实验：导体电阻率的测量[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。
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 1 mm 。
2．精度：对应关系为10分度0.1 mm,20分度0.05 mm,50分度0.02 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0.5 mm ，即旋钮D 每旋转一周，F 前进或后退0.5 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0.01 mm ，即螺旋测微器的精确度为0.01 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2 金属丝电阻率的测量 一、实验原理和方法由R ＝ρlS 得ρ＝RS l，因此，只要测出金属丝的长度l 、横截面积S 和金属丝的电阻R ，即可求出金属丝的电阻率ρ。
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 。
电路原理如图所示。
2．用毫米刻度尺测量金属丝的长度l ，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S 。
3．将测量的数据代入公式ρ＝RS l求金属丝的电阻率。
二、实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
三、实验步骤 1．直径测定用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d ，计算出导线的横截面积S ＝πd 24。
2．电路连接按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3．长度测量用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l 。
4．U 、I 测量把上图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端，电路经检查确认无误后，闭合开关S ，改变滑动变阻器滑动片的位置，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．拆去实验线路，整理好实验器材。
四、数据处理1．在求R x 的平均值时可用两种方法(1)用R x ＝U I分别算出各次的数值，再取平均值。
(2)用U I 图线的斜率求出。
2．计算电阻率将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算式ρ＝R x S l ＝πd 2U4lI。
五、误差分析1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。
2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。
3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。
六、注意事项1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。
2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值。
4．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。
5．闭合开关S 之前，一定要将原理图中滑动变阻器的滑片移到最左端。
6．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I 不宜过大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
7．求R x 的平均值时可用两种方法：第一种是用R x ＝UI算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像(U I 图线)来求出。
若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。
【例1】 某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。
该工件的直径为________cm ，高度为________mm 。
甲乙[解析]游标卡尺读数为d＝12 mm＋4×120mm＝12.20 mm＝1.220 cm 螺旋测微器的读数为h＝6.5 mm＋36.1×0.01 mm＝6.861 mm。
[答案] 1.220 6.861(1)游标卡尺不需要估读，读数结果10分度为××.×mm一位小数，20分度和50分度为××.××mm两位小数，换算单位时只需要移动小数点，最后一位数字即使是0也不能抹掉。
(2)螺旋测微器需要估读，读数结果为×.×××mm三位小数，需要特别注意半毫米刻度线是否露出。
1．(1)如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm长10等分、19 mm 长20等分，则读数依次为________mm、________mm。
甲乙(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，则金属丝的直径是________mm。
[解析](1)题图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是5×0.1 mm＝0.5 mm，最后结果是17 mm＋0.5 mm＝17.5 mm。
题图乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是7×0.05 mm＝0.35 mm，最后结果是23 mm ＋0.35 mm＝23.35 mm。
(2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为14.0，最后的读数：2.0 mm＋14.0×0.01 mm＝2.140 mm。
[答案](1)17.5 23.35 (2)2.140【例2】某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表。
采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 Ω。
甲乙(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(选填“a”或“b”)、导线②连接________(选填“c”或“d”)。
(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω。
(3)21R2的边长是R1的110，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)。
A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接dC．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d[解析](1)由于实验测量的是一个小电阻，故电流表应外接，因此导线①接a，由于采用分压电路，故导线②应接d。
(2)根据实验数据作出R1的UI图线如图所示，图线的斜率即为电阻R1的大小，由图像可知，R1＝4.6 Ω。
(3)设R1的边长为l，厚度为h，电阻率为ρ，根据电阻定律，得R1＝ρlhl ＝ρh，R2的阻值R 2＝ρl10hl10＝ρh＝R 1，故测量R 2的电路同测量R 1的电路，故选项B 正确。
[答案] (1)a d (2)作图见解析，4.6(4.4～4.7均可) (3)B(1)作图像时，应使大多数的点在直线或平滑的曲线上，不在线上的点尽量均匀分布在它们的两侧，误差较大的点舍去不用。
(2)偶然误差与系统误差的关系①偶然误差：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。
通过多次测量求平均值(或采用图像法处理数据)可减小偶然误差。
②系统误差：由于仪器本身不精密，实验方法粗略或实验原理不完善而产生的。
通过校准仪器或改进实验方法和实验设计原理可减小误差。
2．在做“测定金属的电阻率”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R x 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R x 两端的电压变化范围尽可能的大。
他可选用的器材有：电源E ：电动势为8 V ，内阻为1.0 Ω； 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。
(1)根据上述条件，测量时电流表应采用________(选填“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R A 和电压表内阻R V 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R x ＝________。
[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，故采用外接法。
(2)因为要使R x 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。
(3)电压表分得的电流为I V ＝U R V，所以R x 中的电流为I x ＝I －I V ＝I －U R V ，则R x ＝U I x ＝U I －U R V＝UR VIR V －U。
[答案] (1)外接法 (2)见解析图 (3)UR VIR V －U1．(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AC [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。
]2．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm 和________mm 。
甲乙[解析] 金属杆长度由刻度尺示数可得，由题图甲得L ＝60.10 cm。
由题图乙知，此游标尺为50分度，游标尺上第10刻线与主尺上一刻线对齐，则金属杆直径为d ＝4 mm ＋150×10mm ＝4.20 mm 。
