新教材物理必修第三册 11.3 实验：导体电阻率的测量 课件（50张ppt）

第3节　导体电阻率的测量
1.知道测量长度的工具有哪些，并知道如何读数。
2.了解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。
3.会用伏安法测量电阻。
学习目标
一 游标卡尺
内测量爪
紧固螺钉
游标尺
主尺
深度尺
外测量爪
游标尺上刻着10个小格，粗看起来每个小格好像也是1mm，但我们把它的0刻线与主尺上的0刻线对正就会看到，这10个小格的总长度只有9mm，也就是说，游标尺上每个小格只有0.9mm。
0
5
10
0
1
10分度游标卡尺
这个“10”叫 做分度
1、如何测量下列的圆柱体？
用外抓卡住物体
放大
2、如何读数？
2、如何读数？
①先读主尺：
找到标尺零刻度的左边第一根主尺线：读得2.3cm。
为了方便计算统一换算为23mm。
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
②再读标尺刻度:
找到标尺与主尺对齐的刻度线（0刻度除外）。
现在读得第七条对齐
记为：
③把主尺读数与标尺读数相加：
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
主尺读数（mm）+
被测物体=长度
找到标尺零刻度的左边第一根主尺线。（单位mm）
找到标尺与主尺对齐的刻度线（0刻度除外）。
比如本题标尺分为10小格
小结游标卡尺读数方法：
分度：看标尺分为多少个小格，不看数字。
20分度尺
50分度尺
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
10分度尺
主尺读数（mm）+
被测物体=长度
=10mm+
=10mm+0.15mm
=10.15mm
20分度尺
精确到0.05mm
主尺读数（mm）+
被测物体=长度
=6mm+
=6mm+0.9mm
=6.9mm
50分度尺
精确到0.02mm
微调旋钮
旋钮
制动螺丝
测微螺杆
二 螺旋测微器（千分尺）
1、螺旋测微器的使用方法：
（1）如图所示，使用前应先检查零点，方法是缓缓转动保护D 旋钮，使测杆F和测砧A接触，到棘轮发出声音为止，B上的零刻线应当和E上的基准线对正，否则有零误差，
（2）左手持曲柄C，右手转动D旋钮使测杆F与测砧A间距稍大于被测物，放入被测物，转动D夹住被测物，棘轮发出声音为止，
（3）拨固定旋钮使测杆固定后读数。
A F
C
B E
D D/
2、螺旋测微器使用注意事项：
（2）可动刻度E旋转两周时F才前进1mm。因此，在E上读数前先要判断E的左边缘的位置，看它是在B尺0.5mm刻线的左侧还是右侧，两种情况下的读数是不一样的。
（1）微调旋钮D＇与旋钮D之间是通过“棘轮”连接的。D＇转动时D也随之转动，带动F前进，但当A、F与被测物体接触后，即使D＇继续转动，D也不动，同时发出“喀喀”的声音。这样就能防止被测物发生明显的形变，也能防止螺旋测微器的损坏。
A F
C
B E
D D/
3、螺旋测微器的读数原理：
固定刻度：
每刻度为1毫米
可动刻度（标尺）
半刻度
轴线
（1）先认识刻度
①先读固定刻度（主尺）：
找到可动刻度（标尺）左边第一根主尺线（注意半刻度线有没有出来）：现在有出来，读得6.5mm。
（2）如何读数
如果没有出来那就是6.0mm
②再读可动刻度（标尺）:
找到轴线与可动刻度对齐的地方，读数从下面起且要估读。
现在读得22.5。
记为：
③把主尺读数与标尺读数相加：
主尺读数（mm）+
被测物体
=长度
找到主尺最靠近标尺的线（注意半刻度）（单位mm）
找到轴线与标尺对齐的地方，没有线所以要估读。（从下面读起）
小结螺旋测微器读数方法：
三 滑动变阻器
A
B
D
C
P
A、B是绕在绝缘棒上的电阻丝两个端点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。
滑动变阻器的结构
此滑动变阻器滑片向右移动时，电阻值如何变化？
有效电阻
增大
思考
旋钮型变阻器实物
滑动变阻器的两种连接方式
RX
RX
分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。
限流接法的优点是：电路连接简便， 附加功率损耗较小。
当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值R 较大(是Rx 的几倍)时限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法。
当负载电阻Rx 较大（是R 的几倍）时，变阻器总阻值R 较小，限流接法对电压的调控作用不明显，一般选分压接法。
当要求电压从0变起，一定用分压接法。
当要求电压变化范围尽可能大，一定用分压接法。
分压接法与限流接法的比较
下列情况必须采用分压式
①若要求负载的电压（或电流）从“零”开始变化；或要求“尽量大”的调节范围，测多组数据
②若变阻器的最大值比用电器电阻小许多。
实验原理：由 得 ，只要分别测出一段金属丝的电阻R、横截面积S，及有效长度L即可。
实验原理图：
(1)电流表采用内接法还是外接法？
(2)滑动变阻器采用限流接法还是分压接法？
四 金属丝电阻率的测量
实验步骤
(1)用螺旋测微器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.
(2)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.
(3)连接电路，运用伏安法测定接入电路中金属丝的电阻
(4)将测得的Rx、l、d值，代入公式 和 计算电阻率
实验注意：
(1)测量直径时，需要在接入电路的金属丝三个不同位置测量，取平均值
(2)测量金属丝长度，注意测量接入电路的金属丝长度。即有效长度；并且读数要注意估读；
(3)测量金属丝电阻时，注意控制电流不宜太大与通电时间不宜过长，避免由于温度升高引起电阻率变大
题组四　游标卡尺的使用及读数
52.12
游标卡尺的读数方法
整数部分（主尺示数）：游标尺零刻线在主尺的多少毫米刻线的右边，该毫米刻度值就是以毫米为单位的整数部分L。
小数部分（游标尺示数）：游标尺上第n条刻线与主尺上某一刻线对齐，游标卡尺的精度k与n的乘积为读出的小数部分（可记为通式k·n）。
?
常考题型
　解析：圆柱体的高H=23 mm+7×0.1 mm=23.7 mm。
23.7
解析：主尺上的读数L=11 mm，精度k=0.05 mm。游标尺上第6条刻线与主尺上的某一刻线对齐，故读数s=L+kn=（11+0.05×6）mm=11.30 mm。
11.30　
题组二　螺旋测微器的使用及读数
【解析】　读数d=固定刻度示数（8.5 mm）+可动刻度示数（10.0×0.01 mm），计算得d=8.600 mm。
8.600
螺旋测微器的读数方法
螺旋测微器的读数=固定刻度示数+可动刻度示数。毫米的整数及半毫米部分在固定刻度上读出，半毫米以下部分在可动刻度上读出，并估读一位。半毫米以下部分的读法为：找出与水平轴线对应的可动刻度的刻线，这个刻线与可动刻度0刻线间的格数乘以0.01 mm，就是长度在半毫米以下部分的读数。
　解析：测量值读数为2.5 mm+0.01 mm×29.3=2.793 mm。
2.793（2.791~2.795 mm之间均可）
【易误警示】
（1）读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位。
（2）读数时，要注意固定刻度上半毫米刻线是否露出。
（3）注意螺旋测微器半毫米刻线的位置。有的半毫米刻线在固定刻线水平轴线的下方。
　解析：螺旋测微器的读数为0.5 mm+0.01 mm×40.0=0.900 mm；20分度的游标卡尺的读数为52 mm+0.05 mm×14=52.70 mm=5.270 cm。
0.900
　5.270
题7［2019·吉林长春高三模拟］在“测定金属的电阻率”实验中，用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示，示数L=　　　　cm；用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，示数D=　　　　mm。
10.050
0.401
题组三　电阻的测量与电路分析
【解析】　（1）螺旋测微器的固定刻度读数为0 mm，可动刻度读数为0.01×39.7 mm=0.397 mm，所以d=0.397 mm （0.395～0.399间均可） 。
0.397
　　E
A
C
5.2　
（4）关于本实验的误差，下列说法正确的是　　　　。
A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B.由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用U-I图像处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差
解析：（4）用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于人为因素引起的误差属于偶然误差，故A错误。
由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故B错误。
若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确。
用U?I图像处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差，不能消除系统误差，故D正确。
故选CD。
CD
甲
0~3 V
　0~0.6 A
0.28
5.0
解析：（1）由题图乙所示螺旋测微器可知示数为0 mm+40.0×0.01 mm=0.400 mm。（0.397~0.401均可）
0.400
1.3×10-6
电流表的内阻
题组四　实物图的连接
题11 ［2019·广州高二期末］某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻的阻值：
（1）现有电源（4 V，内阻可不计），滑动变阻器（0～50 Ω，额定电流2 A），开关和导线若干，以及下列电表：
A.电流表（0～3 A，内阻约0.025 Ω）
B.电流表（0～0.6 A，内阻约0.125 Ω）
C.电压表（0～3 V，内阻约3 kΩ）
?D.电压表（0～15 V，内阻约15 kΩ）
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用　　　　，电压表应选用　　　　（选填器材前的字母）。
　C
B
5.20
B
C
解析：（1）根据限流法的要求，滑动变阻器的阻值大于被测电阻时能取得多组明显不同的数据，且能保证电流表的读数不超量程，需要选择R2，闭合开关前使滑动变阻器阻值最大，即滑片在a端。
　a
R2
2.30
94
谢谢！