教育资料第3讲 实验测定金属的电阻率 讲义学习专用Word文件下载.docx

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0.01（mm）

③如图乙所示，固定刻度示数为2.0mm，可动刻度上的读数为15.0，最后的读数为：

2.0mm＋15.0×

0.01mm＝2.150mm。

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1mm。

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：

（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．伏安法测电阻

电流表的内接法和外接法的比较

4.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，用电流表测金属丝的电流，根据Rx＝

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＝ρ

，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝

＝

。

微知识3实验步骤

1．用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值。

2．按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．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．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，闭合电键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，填入记录表格内，断开电键S，求出导线电阻Rx的平均值。

5．整理仪器。

微知识4数据处理

1．在求Rx的平均值时可用两种方法

（1）第一种是用Rx＝

算出各次的数值，再取平均值。

（2）第二种是用U－I图线的斜率求出。

2．计算电阻率：

将记录的数据Rx、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝Rx

微知识5误差分析

1．金属丝直径、长度的测量带来误差。

2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测<

R真，由R＝ρ

，知ρ测<

ρ真。

3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差。

微知识6注意事项

1．为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行。

2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法。

3．电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。

4．电流不宜太大（电流表用0～0.6A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。

一、思维辨析（判断正误，正确的画“√”，错误的画“×

”。

）

1．50分度的游标卡尺的精确度为0.01mm。

（×

2．螺旋测微器的固定刻度部分的最小分度为1mm。

3．因金属丝电阻较小，所以用伏安法测电阻时应采用内接法。

4．测量金属丝的电阻时，通过金属丝的电流不能过大，通电时间不能过长。

（√）

二、对点微练

1．（游标卡尺和螺旋测微器的使用）用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，测量结果如图甲，其读数为________mm。

用游标为50分度的卡尺测量某圆筒的内径，则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为______mm，测量结果如图乙所示，此工件的直径为______cm。

答案　1.554　0.98　1.114

2．（实验原理）在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝

可知，对实验结果的准确性影响最大的是（　　）

A．导线直径d的测量　　　B．电压U的测量

C．电流I的测量　　　D．导线长度的测量

解析　四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方。

A项正确。

答案　A　

3．（实验器材的选择）某同学要测定一个阻值R约为5Ω的电阻，实验室提供的器材如下：

A．电压表（量程0～3V，内阻约30kΩ）

B．电流表（量程0～0.6A，内阻约1.0Ω）

C．滑动变阻器R1（阻值范围0～10Ω，允许最大电流3A）

D．滑动变阻器R2（阻值范围0～500Ω，允许最大电流1A）

E．电源E（电动势3V，内阻不计）

F．开关，导线

（1）图中部分电路已连接，请在图中以笔画线代替导线将电压表接入电路中的正确位置。

（2）图中滑动变阻器应选用________（填“R1”或“R2”）更合理。

（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于________（填“A”或“B”）端。

答案　

（1）如图所示

（2）R1　（3）A

见学生用书P125

微考点　1　测量仪器、仪表的读数

核|心|微|讲

1．游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数。

2．螺旋测微器读数＝固定刻度部分读数（mm）＋可动刻度部分读数×

精确度（mm）。

3．0～3V的电压表和0～3A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1V或0.1A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。

4．对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V。

5．对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，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0.01A。

典|例|微|探

【例1】　

（1）如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为________mm，________mm，________mm。

（2）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是________mm。

甲

乙

（3）①图丙使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；

当使用3A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针示数为________A。

②图丁使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V。

若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示__________V，图中表针示数为________V。

（4）旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω。

今欲将接入电路的电阻改为2087Ω，最简单的操作方法是____________________________________。

若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为________。

【解题导思】

（1）游标卡尺的读数规则是什么？

答：

主尺读数＋格数×

精确度。

（2）螺旋测微器的读数规则是什么？

固定刻度部分读数＋可动部分读数×

解析　

（1）最上面图读数：

整毫米是17，不足1毫米数是7×

0.1mm＝0.7mm，最后结果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。

中间图读数：

整毫米是23，不足1毫米数是17×

0.05mm＝0.85mm，最后结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。

最下面图读数：

整毫米是3，不足1毫米数是9×

0.02mm＝0.18mm，最后结果是3mm＋0.18mm＝3.18mm。

（2）固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为2.0mm＋15.0×

（3）①使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A，表针示数为0.44A；

当使用3A量程时，每一小格为0.1A，表针示数为2.20A。

②电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V，表针示数为1.70V；

使用15V量程时，每小格表示0.5V，表针示数为8.5V。

（4）电阻为1987Ω。

最简单的操作方法是将“×

1k”旋钮调到2，再将“×

100”旋钮调到0。

每个电阻箱的最大阻值是9999Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×

9999Ω＝19998Ω。

故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19998Ω。

答案　

（1）17.7　23.85　3.18　

（2）2.150

（3）①0.02　0.44　0.1　2.20　②0.1　1.70　0.5　8.5　（4）1987　将“×

100”旋钮调到0　0～19998Ω

题|组|微|练

1．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甲和乙所示。

（1）由上图读得圆柱体的直径为________cm，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为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________。

解析　

（1）螺旋测微器的读数为1.5mm＋34.4×

0.01mm＝1.844mm（1.842～1.846范围内的均可）；

游标卡尺的读数为42mm＋8×

0.05mm＝42.40mm＝4.240cm。

（2）圆柱体的横截面积为S′＝π

2，由电阻定律R＝ρ

和欧姆定律R＝

可知，ρ＝

答案　

（1）0.1844　4.240　

（2）

2．某实验探究小组的同学准备测量电炉丝的电阻率，他们首先用螺旋测微器测出一段电炉丝的直径和长度如图甲、乙所示，则该电炉丝的直径为________mm，长度为__________mm。

该小组同学又从标称为“220V,500W”“220V,300W”“220V，25W”的3个电炉中任选一个，正确使用多用电表欧姆×

10挡测量其阻值，结果如图丙所示，则该电炉的阻值是________Ω，标称功率为________W。

解析　由图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度示数为40.0×

0.01mm＝0.400mm，金属丝直径为0.5mm＋0.400mm＝0.900mm；

由图乙所示游标卡尺可知，主尺示数为3.3cm＝33mm，游标尺示数为2×

0.05mm＝0.10mm，金属丝的长度为33mm＋0.10mm＝33.10mm；

由图丙可知，该电炉的阻值是16.4×

10＝164Ω，根据P＝

得，功率P＝

W＝295.1W，故标称功率为300W。

答案　0.900　33.10　164　300

微考点　2　仪器的选择和电路的设计

1．电路设计的原则

（1）正确性：

实验所依据的原理应当符合物理学的基本原理。

（2）安全性：

实验方案的实施要安全可