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)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 = 2.5Ωρ1 = (R1 * A1) / L1 = (2.5Ω * 2cm²) / 10cm = 0.5Ω·cm样品2：R2 = V2 / I2 = 3V / 1A = 3Ωρ2 = (R2 * A2) / L2 = (3Ω * 3cm²) / 15cm = 0.6Ω·cm样品3：R3 = V3 / I3 = 8V / 3A = 2.67Ωρ3 = (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。

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：58.13mmB．螺旋测微器的读数：5.695mm；游标卡尺的读数是：58.65mmC．螺旋测微器的读数：5.195cm；游标卡尺的读数是：58.13cmD．螺旋测微器的读数：5.695cm；游标卡尺的读数是：58.65cmE．螺旋测微器的读数：5.1950mm；游标卡尺的读数是：58.130mm3．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．0.9205．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、6.860mmC．12.20mm、6.360mm D．12.20cm、6.36cm6．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D①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。

《实验：导体电阻率的测量》作业设计方案一、实验目的1、掌握用伏安法测量电阻的原理和方法。

2、学会使用螺旋测微器和游标卡尺测量金属丝的直径和长度。

3、理解电阻率的概念，学会计算导体的电阻率。

二、实验原理1、电阻的测量根据欧姆定律，电阻 R ＝ U ／ I，其中 U 为导体两端的电压，I 为通过导体的电流。

通过测量导体两端的电压和通过导体的电流，即可计算出导体的电阻。

2、金属丝直径的测量用螺旋测微器测量金属丝的直径，螺旋测微器的精度通常为 001mm。

3、金属丝长度的测量用游标卡尺测量金属丝的长度，游标卡尺的精度通常为 002mm 或005mm。

4、电阻率的计算电阻率ρ ＝ RS ／ L，其中 S 为金属丝的横截面积，R 为电阻，L 为金属丝的长度。

金属丝的横截面积 S ＝π(d/2)＾2，d 为金属丝的直径。

三、实验器材1、电源（直流电源，电压约 3V）2、电流表（量程 0 06A，内阻约01Ω）3、电压表（量程 0 3V，内阻约3kΩ）4、滑动变阻器（最大阻值20Ω）5、开关6、导线若干7、金属丝（电阻率已知）8、螺旋测微器9、游标卡尺四、实验步骤1、用螺旋测微器在金属丝的不同位置测量其直径，共测量 5 次，记录测量数据，并求出平均值。

2、用游标卡尺测量金属丝的长度，测量 3 次，记录测量数据，并求出平均值。

3、按照电路图连接实验电路。

将电源、开关、滑动变阻器、电流表、金属丝串联连接。

将电压表并联在金属丝两端。

4、闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变金属丝两端的电压和通过金属丝的电流，读出并记录几组电流表和电压表的示数。

5、根据记录的数据，计算出每次测量时金属丝的电阻，并求出电阻的平均值。

6、根据测量得到的金属丝的直径和长度，计算出金属丝的横截面积。

7、利用电阻率的计算公式，计算出金属丝的电阻率。

五、数据记录与处理1、数据记录表格｜测量次数｜金属丝直径（mm）｜金属丝长度（mm）｜电压（V）｜电流（A）｜电阻（Ω）｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜｜｜｜｜｜｜ 2 ｜｜｜｜｜｜｜ 3 ｜｜｜｜｜｜｜ 4 ｜｜｜｜｜｜｜ 5 ｜｜｜｜｜｜2、数据处理计算金属丝直径的平均值：d ＝（d1 ＋ d2 ＋ d3 ＋ d4 ＋ d5) ／ 5计算金属丝长度的平均值：L ＝（L1 ＋ L2 ＋ L3) ／ 3计算每次测量的电阻：R ＝ U ／ I计算电阻的平均值：R_avg ＝（R1 ＋ R2 ＋ R3 ＋ R4 ＋ R5) ／ 5计算金属丝的横截面积：S ＝π(d/2)＾2计算金属丝的电阻率：ρ ＝ R_avg S ／ L六、注意事项1、连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。

的长度时，测的不是电阻丝总长度，而是接入电路的有效长度。
学习目标
新知学习
课堂总结
3.电阻丝直径的测量
（1）用刻度尺测量→放大法
累积法:取一段新的电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕，
用分度值为1 mm的刻度尺测出总宽度D，再除以圈数n，
便可以提高电阻丝直径的测量精度。
学习目标
新知学习
课堂总结
（2）用游标卡尺或螺旋测微器测量
4.使用
实验2 金属丝电阻率的测量
2
实验思路：ρ= 4 ；物理量的测量；数据分析；误差分析
（2）用游标卡尺的内测量爪测
量小圆管的内径、槽的宽度等。
学习目标
新知学习
课堂总结
5.注意事项
（1）使用前对游标卡尺进行零对齐校正。
（2）移动游标尺不能用力过猛。
（3）读数时，应通过紧固螺丝钉将游标尺锁定于主尺。
（4）对游标尺的末位数不要求再作估读，如果遇到游标尺上没有一根刻度线
与主尺刻度线对齐的情况，则选择最靠近的一根刻度线读数，有效把数字的
③把固定刻度读数与可动刻度读数相加：
被测物体的长度为：6.5mm+22.5×0.01mm=6.725mm
学习目标
新知学习
课堂总结
总结螺旋测微器读数方法：
找到固定刻度最靠近标尺的线
（注意半刻度）（单位mm）
被测物体长度 = 固定刻度读数（mm）+ 可动刻度读数×0.01mm
找到轴线与可动刻度对齐的地方，
第十一章 电路及其应用
第3节 课时1
实验：导体电阻率的测量
初中我们都学过长度的测量，还记得测量工具是什么？
如果要测量一个微小量，该如何测量呢，比如测量金属

命题角度1 巩固强化——应该怎么做
实验器材有电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为 电阻丝直径的测量:因为电阻丝比较细,所以直接用刻度尺测量会产生较大的误差,可以用以下两个方案测量.
所用器材:被测金属丝、螺旋测微器(或游标卡尺)、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、电池、滑动变阻器等.
40 Ω)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻丝(电阻约 解析:(1)由螺旋测微器的读数规则可知该金属丝的直径d=1.
乙
(1)累积法测量:将电阻丝紧密缠绕在一圆柱体上,用刻度尺测出总宽度,再除以圈数.
第十一章 命题角度1
电巩路固及强其化应—用—应该怎(么2做)用螺旋测微器测量一金属丝的
解析:(1)题图甲读数:主尺读数为17 mm,游标尺读数是
直径如图丙所示,金属丝的直径为 (1)校零位: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.
结合主尺及游标尺的读数得到被测长度为l= 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.
3(22)螺m旋m”测,该微数器据固的定有刻效度数的字读是数错下为的0,.应图改为是6. 游标卡尺的结构图.游标卡尺的主要部分是主尺
实验原理创新:采用伏安法测量变化的电阻,再通过l-R图线求电阻率.
(1)累积法测量:将电阻丝紧密缠绕在一圆柱体上,用刻度 尺测出总宽度,再除以圈数.如图所示.
(2)用游标卡尺或螺旋测微器测量:在电阻丝的不同位置测 量3次,求直径的平均值. 所用器材:被测金属丝、螺旋测微器(或游标卡尺)、毫米 刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、电池、滑动变 阻器等.
二、进行实验 1.测直径:用刻度尺(累积法)或用螺旋测微器(或游标卡尺) 在被测电阻丝的不同位置测量3次,并记录. 2.连电路:连接实验电路,将电阻丝拉直接入电路. 3.测长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的电阻丝的有效 长度,重复测量3次,并记录. 4.测电阻:把滑动变阻器的滑片调节到使滑动变阻器接入 电路中的电阻最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开 关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流、 电压值,记入表格内,断开开关S. 5.拆除实验电路,整理好实验器材.

由电阻定律 R＝ρSl ＝ρπd2l 2 可得 ρ＝R4πld2
1234
(4)为了检验上述的结果是否准确，该同学选择用伏安法再测一次电阻R， 实验所用器材为： 电池组(电动势3 V，内阻为1 Ω) 电流表(内阻约5 Ω) 电压表(内阻约3 kΩ) 滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流2 A) 开关、导线若干； 则如右电路中最合适的是__A__.
铝
2.9×10－8
镍铜合金**
5.0×10－7
钨
5.3×10－8
镍铬合金***
1.0×10－6
考点二
探索创新实验
例3 某物理实验兴趣小组测定自制盐水的电阻率，在一无盖的长方体玻 璃槽中装入一定量的盐水，玻璃槽内腔的长度为40.10 cm，宽度为4.52 cm. (1)某次实验过程中，在槽中倒入适量的盐水，水面的高度为4.50 cm，用 多用电表的电阻挡粗测玻璃槽中盐水的电阻，选择开关置于“×100”挡， 发现指针如图甲所示，为较准确地测得玻璃槽中盐水的电阻，该同学接着 需要做的实验步骤是换选_×_1_0___(选填“×10”或“×1 k”)挡.
利用以上所有数据可得铜的电阻率为2.2×10－8 Ω·m.该兴趣小组参考课
本上的信息(如表所示)，发现计算得到的电阻率有一些偏差，但是实验
的操作已经十分规范，测量使用的电表也已尽可能校验准确，你觉得
造成这种偏差最有可能的原因是_铜__导__线__的__温__度__过__高__.
材料
ρ/(Ω·m)
材料
实验中要求尽量减小系统误差，应保证电表在测量时 其最大读数超过量程的 12，则电压表应选择__C___，电 流表应选择__E____.(均填器材前的选项字母)请用笔画
线代替导线，完成图乙中的连线.

高中物理必修3
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第十一章 电路及其应用
实验：导体电阻率的测量
新人教版
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教学目标
经历决定滑动变阻器接法和电流表接法的探究过程，体会实验探究和逻辑推 理都是重要的科学研究方法。 知道测电阻率的实验原理，知道实验电路的接法。
教学重点
滑变的接法和电流表的接法。
教学难点
滑变的接法和电流表的接法。
c.当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动 螺旋止动。
不至于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又 能保证测量结果的准确性。
螺旋测微器
螺旋测微器的读数 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)
时，
说明电压表的分流作用较明显，待 测电阻较大，宜用电流表内接法。
电阻的测量除了伏安法，还有其他测量方法吗？
安安法
若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。
①如图甲所示，当两电流表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的 内阻R1，则可测得A2的内阻。
安安法
若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。
等效法
a. 先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势 恒定的电源上，读出电流表示数I。
b. 然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上， 调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I。
c. 则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值。
比较法
读得电阻箱R 1的阻值及A1 、A2 的示数I1 、I2 ,可得 如果考虑电流表内阻的影响，则
利用伏安法测量电阻时，应该如何选择电路？ 滑动变阻器应该如何接，电流表应该如何接？
滑动变阻器的两种接法
理解并掌握滑动变阻器的限流接法及实物图 理解并掌握滑动变阻器的分压接法及实物图

会在不同条件下应用伏安法及其变式。
引入
要想求出金属丝的电阻率ρ,由R＝ρl/S得：
·
=
=


因为电阻丝比较细，所以直接用刻度尺测量就会产生比较大
的误差，有没有更为精确的测量工具呢？
实验1 长度的测量及测量工具的选用
更加精确的测量工具----游标卡尺、螺旋测微器
1、游标卡尺
三看：游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐
3
0
27
cm
主尺
7×0.1
游标
10
L= 27mm + 7×0.1mm = 27.7mm
【课堂反馈1】请你读出下列游标卡尺的读数：
1
主尺
2 cm
两刻度对齐
N
0
游标尺
10
L= 5mm +17 ×0.05mm = 5.85 mm
20
2、螺旋测微器
①结构
固定刻度：2
0
1
2
30
读数L= 固定刻度 + 半刻度 + 可动刻度
L= 2 + 0.0 + 0.344 = 2.344 mm
注意事项
①测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，改用微调旋
钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。
②在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。
(3)电阻丝直径的测量
电阻丝较细，刻度尺会有较大的误差。用刻度尺时应用累积法测
量电阻丝的直径，或使用游标卡尺、螺旋测微器提高测量的精度。
注意事项
(1)本实验中待测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，
必须采用电流表外接法；

0--15:(0.5)
1.2， 5.0， 11.4
给出一段金属丝，我们该如何测出它的电阻率呢？
一、实验思路
l
R= ρ
S
πd
S=
4
2
πd R
ρ=
4l
2
电阻R
直径d
长度l
二、物理量的测量
1、测量电阻丝的有效长度l
（毫米刻度尺，分度值为1 mm，可读到0.1 mm）
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
欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的电阻，要求测量结果尽量准确现备有以下器材：
A、电池组（3V，内阻1Ω)
B、电流表（0—3A，内 阻0.0125Ω）
C、电流表（0—0.6A，内 阻0.125Ω）
D、电压表（0—3V，内 阻3KΩ）
E、 电压表（0—15V，内 阻15KΩ）
F、滑动变阻器（0—20Ω，额定电流1A）
读数=主尺整mm值+游标尺的对齐刻度数×精确度
（1）首先要弄清该尺的精度。
（2）接着从主尺上读出整毫米数（游标尺O前）。
（3）再从游标尺上读出对齐的刻度值。
（4）最后确定测量结果。
（5）有效数字：看精确度位数
注意：不需估读！
答案:11.4 mm
答案:11.50 mm
答案:50.15 mm
答案:10.94 mm
误后,闭合开关S。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。
五、实验误差
(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。

第3节 实验：导体电阻率的测量
1
物理观念
科学思维
科学探究
进一步掌握用伏安法测电阻的 了解本实验需要
电路的设计思想，会根据不同 测的物理量及所
掌握测定金属电阻 情况设计电路图。
用的器材和方法；
核心素养
率的实验原理、实 科学态度与责任：在实验过程 能进行分组分层、
验器材。
中保持很好地交流、合作，准 自主合作探究，
18
3.电阻R的测量 (1)平均值法：可以用每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作 为测量结果。 (2)图像法：可建立U－I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图像，利用图像斜 率来求出电阻值R。
4.电阻率的计算 将测得的 R、l、d 的值，代入电阻率计算公式ρ＝RlS＝πd42lR中，计算出金属导线 的电阻率。
(2)测量：旋动旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测的物体放入A、F之间的夹缝中，转动D，当F将要接触物体时，再轻轻转动微调旋钮
D2 ′c，m当，听(游2到标)“读尺嗒上数、第嗒时7个…，”刻的度要声和注音主时尺意(上表固某明一待定刻测刻度物对刚度齐好上，被游夹表标住示读)，数半然为后毫0转. 米动锁的紧刻手柄度使线F止是动。否已经露出。 滑进片一在 步最掌(3左握)端用读，伏数开安始法时时测要电R两阻准端的的确电电路到压的为0设.零计01思想m，会m根，据不估同读情况到设0计.0电0路1图。mm，即测量结果若用mm为单
12
为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U－I图像法求出电阻。 (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________。 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
((16))请 任4写何.注出实计验意算测事金量属都项丝存电在阻误率差的，表本达实式验所ρ＝用_测___量__仪__器(用均上已述校测准量，的下字列母关表于示误)。差的说法中正确的是________(有多个正确选项)。

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1mm.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：(4)读数：若用％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(%+K X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0.5mm,即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5mm,可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm.(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)读数方法二=固定刻度示数十可动刻度示数(估读一位)X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H(H=3.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~n d2积S(S=丁).(3)由电阻定律R=%，得=R=攀=喘，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-1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.(2)图像法：可建立/—U坐标系，将测量的U、/值描点作出图像，利用图像的斜率的倒数来求出电阻值H.5.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法.(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态.(3)测量/时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度，且金属丝伸直);在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用。

2
表示面积的大小
创设情景，提出问题
（4）根据以上方法，电阻率的最终表达式是怎样的？
根据
RU I
，R
l S
，S
π(d )2 2
可以得到电阻率的最终表达式
R S πd基本原理
制订方案，设计实验
2、电流表的接法
两位同学想要利用电压表和电流表测量某电阻的阻值大小，两人分 别设计了如图甲、乙所示的电路。分析讨论：
R2 Rx
课外拓展
等效替代法测电阻
等效替代法就是在测量的过程中，让通过 待测电阻的电流（或电压）和通过电阻箱 的电流（或电压）相等。电路如图，将单 刀双掷开关S调到a，闭合S1调节R，使安培 表读数为I0，保持R不动，将单刀双掷开关S 打到b，调节R0使安培表读数仍为I0，则电阻箱的读数就是待测 电阻的数值。
我们应如何测量一段导体的电阻率呢？
高电阻率的电木 低电阻率的导线
创设情景，提出问题
1、实验原理
我们已经学过一段导体的电阻与电阻率、长度及横截面积有关，满
足方程
R l
S
想一想：我们如何利用这个规律测量出一段电阻丝的电阻率呢？
（1）根据电阻定律 R l ，电阻率可以怎样表示？
S
RS
l
创设情景，提出问题
电流表内接法
电流表分压 测量值偏大 大阻值电阻的测量
制订方案，设计实验
3、滑动变阻器的接法
（1）某同学要测量一阻值约为15Ω的电阻的准确阻值，他选择了15V的学生 电源，量程为0.6A的电流表，量程为15V的电压表，还有最大电阻为5Ω的滑 动变阻器，然后他设计了如图所示的电路，此同学能否成功完成实验？
课堂小结
1 实验原理 R S d 2U

表两端点间的金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。
3．测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。
4．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在接入电路的电阻值最大的位置。
5．在用伏安法测电阻时，通过金属丝的电流I不宜过大(电流表用0.6 A量程)，通电时
间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
0.657
(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，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。
拓展提升
(3)闭合，当处于位置时，电压表和电流表的示数分别为
＝. ，＝. ；当处于位置b时，电压表和电流表的示数分别

为＝. ，＝. 。根据以上测量数据判断，当处于位置_____（
2.140
，则金属丝的直径是________mm。
新知讲解
二、金属丝电阻率的测量
一、实验原理
1．用伏安法测出金属丝的电阻，实验电路如图。


2．由电阻定律 = ，得 = 。
新知讲解
二、金属丝电阻率的测量
二、物理量的测量
1.电阻丝有效长度的测量
毫米刻度尺 ：测定金属丝的长度（接入电路的）
1.游标卡尺的主尺最小分度为
1mm
，
0.1
mm，读数是
40.8
mm;
图2中的精度是 0.0mm，读数是
5
10.45
mm.
图1尺的精度是
图1
图2
课堂练习
2.读出以下各游标尺的测量值
9.8mm
10.95mm
11.80mm
课堂练习
3.游标卡尺读数练习
②

11.3 实验：导体电阻率的测量知识点 1 长度的测量及测量工具的选用1、游标卡尺（1）测量精度（2）读数①先读主尺上刻度─读游标尺零刻度线之前的整毫米数。

如下图中，应读23mm。

②再读游标尺上刻度─读游标尺零刻度线之后哪条刻度线与主尺刻度线重合，再乘以游标卡尺的精确度。

如下图为10分度游标卡尺，标尺上的第七条刻度线与主尺上的刻度线对齐，其读数为0.7mm；结合主尺及游标尺的读数得到被测长度为23.7 mm。

【注意】如遇游标尺上没有一条刻度线与主尺刻度线对齐的情况，则选择最靠近的一条刻度线读数，有效数字的末位与游标卡尺的精确度对应，不需再读至下一位。

如果读数最后一位是零，该零不能去掉。

2、螺旋测微器（1）原理：旋钮D旋转一周，测微螺杆F便沿着旋转轴线方向前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每旋转一小格，测微螺杆F前进或后退0.01mm。

（2）读数①先读固定刻度上的刻度─读整毫米刻度。

如下图中，应读6.5mm。

②再读可动刻度上的刻度─将此数乘以0.01mm后与固定刻度上的读数相加即最后读数。

若不对齐,则需估读一位非零数字。

如图读为22.5，22.5×0.01mm=0.225mm。

最后读数为6.5mm+0.225mm=6.725mm。

知识点2 金属丝电阻率的测量取一段金属电阻丝连接到实验电路中，只要测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d（S=πd24），就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即ρ=SRl=πd2R4l【注意】实验中被测金属电阻丝的电阻较小，因此采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法。

知识点3 滑动变阻器的分压式和限流式接法电流表内外接法的比较和选择方法【总结】“大内偏大，小外偏小”题型一游标卡尺和螺旋测微器的读数【例1】（23-24高一下·江苏盐城·期末）某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得的读数如图所示。

则该圆柱导体的直径是（ ）A．4.696mm B．4.519mm C．5.696mm D．5.196mm【答案】A【解析】该圆柱导体的直径是4.5mm+0.01mm×19.6=4.696mm故选A。

(3)由电阻定律 R＝ρSl ，得 ρ＝RlS＝πd42lR＝π4dl2IU，求出电阻率。
• 实验器材
• 毫米刻度尺，螺旋测微器或游标卡尺，直流电流 表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)，电 池组，开关，被测金属丝，导线若干。
• 实验步骤
• 1．测直径：用螺旋测微器或游标卡尺在金属丝的 三个不同位置上各测一次，并记录数据。
• (4)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d。
• 2．金属丝长度的测量： • (1)应测量接入电路中的有效长度。 • (2)因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的 下一位(别忘记估读)。 • (3)把三次测量值求平均值作为长度l。 • 3．电阻R的测量值的确定： • 方法一：平均值法 • 可以将每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出 电阻的平均值，作为测量结果。
(一)游标卡尺和螺旋测微器的读数 典例1 (1)用 20 分度的游标卡尺测量一粗细均匀圆柱体的长度，如图 11.3-5 所示，由图可知其长度为________mm。
图 11.3-5
图 11.3-6
(2) 用 螺 旋 测 微 器 测 量 其 直 径 如 图 11.3-6 所 示 ， 由 图 可 知 其 直 径 为
•答案：2.25 6.860
(二)仪器选择与电路设计 典例2 某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出接入 电路部分的金属丝长度为 l＝0.720 m，用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位 置如图 11.3-8 所示)，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为 5 Ω)，然后计 算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝 外，还有如下实验器材：
________mm。
• [解析] (1)20分度的游标卡尺精确度为0.05 mm，游 标尺上第3格与主尺上的刻度线对齐，示数为0.05×3 mm ＝0.15 mm，故长度为50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm。

新知讲解
②用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径 1）在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。
用游标卡尺测电阻丝的直径
需要注意的是：用游标卡 尺测量时，电阻丝应该置 于外测量爪的平面处。
新知讲解
2）用螺旋测微器测量时，当接近电阻丝时，须转动微调旋钮。
次数
直径 d/mm
1 0.880
2 0.815
ρ= = L
4L
电阻丝有效长度的测量：测量的是接入电路的有效长度L。
板书设计
实验 1 长度的测量及测量工具的选用 （一）游标卡尺 1. 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。 2.测量值=主尺读数+n×精度(游标) 3.游标卡尺的使用:用游标卡尺测量外径、内径、深度。 （二）螺旋测微器 螺旋测微器的读数测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一 位)×0.01(mm)
A．10：1 C．20π：1
B．10π：1 D．20：1
螺杆
旋钮
A
课堂总结
1.游标卡尺读数：测量值=主尺读数+n×精度(游标)
2.用游标卡尺可测量外径、内径、深度。
3.螺旋测微器的读数
测量值(mm)＝固定刻度数(mm)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)
4.金属丝电阻率的测量
RS π d2R
一、实验目的
实验 2
1.学会使用伏安法测量电阻。
2.测定金属导体的电阻率。
二、实验思路
由金属丝电阻率
RS ρ=
可知只要测出电阻丝的电阻 R、长度 L 和
L
直径 d（S ＝πd2/ 4 ），就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，
即
RS π d2R