一、导入基础知识回顾1、电阻：加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U、I无关.2、电阻定律：导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比，R＝ρL/S3、电阻率：电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的影响．二、知识讲解（一）考点解读一、测金属丝的电阻率1.实验电路图与实物连接图2．实验目的(1)掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。
(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。
3．实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻R x，即可计算出金属丝的电阻率。
4．实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0 0.6 A)，电压表(0 3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。
5．实验步骤(1)直径测定：用螺旋测微器(或游标卡尺)在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d ，计算出金属丝的横截面积S ＝πd 24。
(2)电路连接：按如图所示的电路原理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丝的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l 。
(4)U 、I 测量：把滑动变阻器的滑片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 ，改变滑动变阻器滑片位置，读出几组相应的电流表和电压表示数I 和U 的值，填入表格中，断开开关S ，求出电阻R x 的平均值。
(5)拆除实验线路，整理好实验器材。
6．数据处理(1)在求R x 的平均值时可用两种方法：①用R x ＝UI 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U 、I 、l 、d 的值代入电阻率计算式ρ＝R x S l ＝πd 2U4lI 。
二、精密测量工具的使用 1．螺旋测微器(1)构造：如图所示，它的测砧A 和固定刻度B 固定在尺架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。
(2)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。
(3)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)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。
特别提醒螺旋测微器需要估读，最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。
2．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)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格的、20格的、50格的，其读数见下表：(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线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。
需要注意的是，不管是哪种卡尺，K值均不需要向后估读一位。
(5)如图所示，有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度。
用它测量一工件的长度，图示的读数为104 mm＋0.05×0 mm＝104.00 mm。
特别提醒游标卡尺读数不需要估读，其测量结果的末位数字应为精确度的整数倍。
如20分度的结果末位数只能是5或0。
三、伏安法测电阻、电表连接方式的选择1．电流表的内接法和外接法的比较2.两种电路的选择(1)阻值比较法若R x≪R V，宜采用电流表外接法；若R x≫R A，宜采用电流表内接法。
(2)临界值计算法R x＜R V R A时，用电流表外接法；R x> R V R A时，用电流表内接法。
(3)实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一个接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。
四、常用电表的读数原则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，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。
(1)0 3 V的电压表和0 3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。
(2)对于0 15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。
(3)对于0 0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。
五、误差分析1．系统误差(1)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。
(2)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。
2．偶然误差(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得的，直径的测量是产生误差的主要之一。
(2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。
六、注意事项1．螺旋测微器的使用(1)测量前必须校对零点。
(2)测量时，当测微螺杆F将要接触被测物体时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，当听到“咔、咔……”声后，停止转动，以避免P和被测物体间产生过大的压力。
(3)螺旋测微器应估读一位，即以mm作单位，应读到小数点后面第三位。
2．测定金属的电阻率(1)测量被测金属导线的有效长度，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。
(2)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。
(3)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。
(4)电流不宜太大(电流表用0 0.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。
(5)闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。
七、实验改进在本实验中，由于电表内阻的影响，使金属丝电阻的测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差。
1．等效替换法如图所示电路，R为电阻箱，R x为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接1和2时，电流表的示数相同，则有R x＝R，即可测出R x。
考点2 游标卡尺的构造原理及读数2．附加电阻法如图所示电路，R 1为一阻值较大的定值电阻，R x 为待测电阻。
(1)断开开关S 2，闭合开关S 1，调节变阻器R ，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I 1、U 1。
(2)保持变阻器R 不变，再闭合S 2，记下两表的读数I 2、U 2。
(3)待测电阻R x ＝U 1I 1－U 2I 2。
如图所示是常用的螺旋测微器，它的小砧A 和固定刻度B 固定在尺架上，测砧F 、可动刻度E 固定在可旋转的套筒上。
当套筒旋转时，F 和E 可前进和后退。
原理：精密螺纹的螺距为0.5mm ，即D 每旋转一周， F 前进或后退0.5mm.可动刻度 E 上的刻度为50等份，每一小格表示0.01mm.读数：可动刻度精确度固定刻度⨯+ （估读一位）DFEB考点1 螺旋测微器的构造原理及读数（1）构造：游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器，它由尺身及能在尺身上滑动的游标尺组成，如图所示.游标上部有一紧固螺钉，可将游标固定在尺身上的任意位置.尺身和游标都有量爪，利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径，利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径.深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度.（2）原理：（根据游标尺不同有三种：以10分度为例）如图所示，主尺的最小分度是1mm,游标尺上有10个小的等分刻度它们的总长等于9mm ，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.1mm.当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第10条刻度线与主尺的9mm 刻度线重合,其余的刻度线都不重合.当游标尺的第一条刻度线和主尺的1mm 刻度重合时，游标的零刻度线和主尺的零刻度线相差0.1mm ，依此类推，游标的第几条刻度线与主尺的刻度线重合，就是零点几毫米.在测量大于1毫米的长度时，整的毫米数要从游标“0”线与尺身相对的刻度线读出. （3）读数： 对齐刻线数精确度主尺刻度⨯+ （不估读）求R 的平均值的方法：（1）用IUR =算出各次的测量值，再取平均值；（2）用U —I 图像的斜率求出.若采用图像法，在描点时，要尽量使各点之间的距离拉大一些，连线时要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.三 、例题精析例题1考点3 测金属丝的电阻率【题干】某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为cm，直径为mm。
(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R1的阻值置于最处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；②将电阻箱R2的阻值调至最(填“大”或“小”)；S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280 Ω。
(3)由此可知，圆柱体的电阻为Ω。
【答案】(1)5.01 5.315 (2)①大②大(3)1280【解析】(1)长度为(50 mm＋1×0.1 mm)＝50.1 mm＝5.01 cm；直径为(5.0 mm＋31.5×0.01 mm)＝5.315 mm。
(2)本实验的实验原理为等效替代法，在实验操作过程中，为了保证安全，要求电路接通时电路中的电流尽可能小，即应使可调电阻的阻值最大。
