物理人教版（2019）必修第三册11.3实验：导体电阻率的测量（共33张ppt）

(共33张PPT)
实验：
导体电阻率的测量
电阻定律
2.决定式：
1.内容：
同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比；导体电阻与构成它的材料有关。
3.适用条件：温度一定,粗细均匀的金属导体，或浓度均匀的电解液。
导体的电阻率
1.意义：反映材料导电性能好坏的物理量。
2.定义式：
由材料和温度决定，与无关!!!
3.单位：欧·米（）
导体电阻率的测量
：测量导体的横截面积。
：测量导体的长度。
：测量导体的电阻。
一、长度的测量及测量工具的选用
游标卡尺
一、长度的测量及测量工具的选用
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 mm。
2.精度：对应关系为10分度 mm，20分度 mm，50分度 mm。
3.读数：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，则记录结果为：（ ×精度）mm。
0
5
10
游标尺
一、长度的测量及测量工具的选用
游标卡尺
0
1
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。游标的第一条刻度线在主尺的1mm刻度左边0.1mm处，游标的第二条刻度线在主尺的2mm刻度左边0.2mm处等等。
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。
（1）10分度游标卡尺的原理
0
20
10
一、长度的测量及测量工具的选用
游标卡尺
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20条刻度线与主尺的19mm刻度线重合，其余的刻度线都不重合。游标的第一条刻度线在主尺的1mm刻度左边0.05mm处，游标的第二条刻度线在主尺的2mm刻度左边0.1mm处，等等。
游标的第n条刻度线与主尺的刻度线重合，就是0.05×n毫米。
（2） 20分度游标卡尺的原理
0
1
2
3
0
1
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3
4
5
6
7
8
9
10
一、长度的测量及测量工具的选用
游标卡尺
主尺的最小分度是1 mm，游标尺上有50个小的等分刻度它们的总长等于49 mm，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.02 mm，……
（3）50分度游标卡尺
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
一、长度的测量及测量工具的选用
游标卡尺的使用
（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。
读数规则：主尺刻度（整mm值）+游标刻度（小于整mm值）
注意：不需估读！
读数=主尺整mm值+精确度×游标尺的对齐刻度数
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.
1mm
0.1
40.8
0.05
10.45
图1
图2
2.读出以下各游标尺的测量值
10.95mm
9.8mm
11.80mm
3.游标卡尺读数练习
①
②
③
④
0.65mm
79.90mm
99.60mm
100.15mm
⑤
⑥
（此尺的游标尺上共50个分度）
70.08mm
100.20mm
一、长度的测量及测量工具的选用
螺旋测微器
一、长度的测量及测量工具的选用
螺旋测微器
1.原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为 mm，即旋钮每旋转一周，前进或后退 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，前进或后退 mm，即螺旋测微器的精确度为 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）。
一、长度的测量及测量工具的选用
螺旋测微器
3.使用方法：
（1）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，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）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。
（4）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现起点误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉起点误差的数值。
一、长度的测量及测量工具的选用
螺旋测微器
14.134mm
8.561mm
一、长度的测量及测量工具的选用
螺旋测微器
1.783mm
1.780mm
5.033mm
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(a)和(b)所示。
该工件的直径为________cm，高度为________mm。
1.220
6.861
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。
60.10
4.20
3．(1)如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为9mm长10等分、19mm长20等分，则读数依次为________mm、________mm。
(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。
17.5
23.35
2.140
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。
二、金属丝电阻率的测量
1.电阻丝有效长度的测量
2.电阻丝直径的测量
二、物理量的测量
毫米刻度尺
：测定金属丝的长度（接入电路的）
二、金属丝电阻率的测量
3.电阻的测量
二、物理量的测量
电流表、电压表
：测定金属丝的电流和电压，计算电阻
二、金属丝电阻率的测量
三、数据处理
1．在求Rx的值时可用两种方法
2．计算电阻率
（1）用分别算出各次的数值，再取平均值。
（2）用图线的斜率求出。
将记录的数据 的值代入电阻率计算，求出待测金属丝的电阻率。
二、金属丝电阻率的测量
四、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。
二、金属丝电阻率的测量
1．金属丝的电阻值较小，实验电路一般采用电流表外接法。
2．测量金属丝的有效长度，是指测量金属丝接入电路的两个端点之间的长度，即电压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。
五、注意事项
1．在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是（ ）
D
2．(2019·苏北四市检测)要测量某种合金的电阻率。
(1)若合金丝长度为，直径为，阻值为，则其电阻率________。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为________mm。
(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。
(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_____（选填“”或“”)时，测量相对准确，测量值＝_____（结果保留两位有效数字）。
3．小张同学打算测量由某种合金材料制成的金属丝的电阻率，待测金属丝的横截面为圆形。实验器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、开关、待测金属丝及导线若干。
(1)用毫米刻度尺测量待测金属丝的长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图1和图2所示，可得其长度________，直径________。
(2)该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值，要求电压从0开始变化。请将图3所示实物电路图中所缺导线补全。
(3)图4是根据实验中测得的6组电流、电压的值描绘的点，由图可求出电阻值________(保留3位有效数字)。
(4)请写出待测金属丝的电阻率的表达式________(用测得的物理量符号和已知常数表示)。